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1、第 1 页溶液 pH 计算的基本方法湖北省潜江中学 陈自新(433100)一、基本计算定义:pH = -lgc(H +)。1、若 c(H +) = 10 n mol/L ,则 pH = n 2、若 c(H +) = m10 n mol / L ,则 pH = n -lg m3、任何物质的水溶液中,由水电离产生的 c(H +)与 c( OH-)总是相等的, 即:c 水 (H +) = c 水 (OH -)4、常温(25)时:c (H +)c(OH -)= 110-145、强酸溶液,如 HnA,设其浓度为 c mol / L ,则c(H +)= nc mol / L , pH = - lgc(H
2、+) = - lg nc 。6、强碱溶液,如 B(OH)n , 设其浓度为 c mol / L ,则c(H +)= mol / L ,pH = - lgc(H +) = 14 + lg nc 。c140二、强酸、强碱溶液混合后 pH 的计算1、两强酸溶液混合,先求出 c 混 (H +) 。c 混 (H +)= ,再求 pH 混 = - lgc 混 (H +)212)()(VC注:V 1、V 2 的单位可为 L 或 mL,但必须一致。2、两强碱溶液混合,先求出 c 混 (OH -) 。求算两碱溶液混合后的 pH 时,不能直接根据题中给出的碱的 pH 求算混合液的 pH,而必须先分别求出两碱溶液中
3、的 c(OH -) ,再依下式求算 c 混 (OH -) :c 混 (OH -)= ,然后求出 c 混 (H +)= mol / L,2121)()(VOHC )(104OC混最后求出 pH 混 = - lgc 混 (H +) 。3、强酸与强碱溶液混合后 pH 的计算:解题步骤:先分别求出强酸中的 n(H+),强碱中的 n(OH-),依 H+ + OH- = H2O,比较出n(H+)与 n(OH-)的大小。 当 n(H+) = n(OH-)时,强酸与强碱恰好中和,混合液显中性,pH = 7 反之,若混合液的 pH = 7,则必有 n(H+) = n(OH-)。 当 n(H+) n(OH-)时,
4、酸过量,则:c 混 (H +)= =碱酸 Vn)()(碱酸余 )(再求出 pH 混 。 当 n(H+) n(OH-)时,碱过量,则:C 混 (OH-) = =碱酸 HO)()(碱酸余 O)(第 2 页然后求出 c 混 (H +)= mol / L,最后求出 pH 混 = - lgc 混 (H +)。 (求得的 pH)(104OC混混 必大于 7) 。若己知 pH 混 7,则必须用上式进行相关的计算。 强酸(pH 酸 ) 、强碱(pH 碱 )混合反应后溶液呈中性时,二者体积与 pH 的关系规律:pH 酸 +pH 碱 = 14 + lg 碱酸V 若 pH 酸 +pH 碱 14 ,则 V 酸 :V
5、碱 = 1:1 若 pH 酸 +pH 碱 14 ,则 V 酸 :V 碱 = 10pH(酸)+pH (碱) 14 :1 。 若 pH 酸 +pH 碱 14 ,则 V 酸 :V 碱 = 1: 1014pH(酸)+pH(碱) 。三、酸、碱溶液稀释后的 pH 变化规律(1) 强酸 pH = a ,加水稀释 10n 倍,则 pH = a + n 。(2) 弱酸 pH = a ,加水稀释 10n 倍,则 pH a + n 。(3) 强碱 pH = b , 加水稀释 10n 倍,则 pH = b - n 。(4) 弱碱 pH = b ,加水稀释 10n 倍,则 pH b - n 。(5) 酸、碱无限稀释时,
6、pH 只能约等于或接近 7,酸的 pH 不能大于 7,碱的 pH 不能小于 7。例 1、常温下 1 体积 pH=13 的强碱溶液与 9 体积的 pH=2 的某强酸溶液混合,求混合溶液的 pH(设混合液的体积为两溶液的体积之和) 。解析:设 1 体积为 1L,pH=13 的强碱溶液中的 c(OH -)= 0.1 mol / L,pH=2 的强酸溶液中的 c(H +)= 0.01 mol / L ,发生中和反应后,碱过量,此时混合溶液中 C 混 (OH -)=(0.1 mol / L1 L - 0.01 mol / L9 L)/(1 L+ 9L) = 0.001 mol / L。故混合溶液的 pH
7、 = - lg = - lg = 11 。)(014O混 0.4例 2、有两瓶 pH 相等的酸溶液,一瓶是强酸,一瓶是弱酸,现只有石蕊溶液、酚酞溶液、pH 试纸和蒸馏水,而没有其它试剂,简述如何用最简便的实验方法来判别哪一瓶是强酸?解析:不能选用石蕊,因为无法根据红色的深浅作出判断。答题要点:各取等体积的酸溶液后,用蒸馏水稀释同样的倍数(如 100 倍) ,然后用 pH 试纸分别测定其 pH,pH 大的为强酸。例 3、已知 95时水的 KW =110-12。现将保持 95恒温时的 pH = 8 的 Ba(OH)2 溶液与 pH = 5 的稀盐酸混合,欲使混合液的 pH = 7,则 Ba(OH)
8、2 溶液与稀盐酸溶液的体积比为_。解析:由题意判断可知,混合液呈碱性,其中含有的c 混 (OH -)= = = 10-5 mol / L。 pH = 8 的 Ba(OH)2 中含有 710W712c(OH -)= 10-4 mol / L,pH = 5 的稀盐酸含有 c(H +)= 10-5 mol / L ,不妨假设需要Ba(OH)2 溶液和稀盐酸和体积分别为 x、y,则有10-5 mol / L = (10 -4 mol / L x - 10-5 mol / Ly)/ (x+ y)解得:x:y = 2 :9 。例 4、25时,若体积为 Va、 pH = a 的某一元强酸与体积为 Vb、pH
9、 = b 的某一元强第 3 页碱混合,恰好中和,且己知 Va Vb 和 a = 0.5b 。请填写下列空格:(1)a 可否等于 3?_(填“可”或“否” , )其理由是_。(2)a 可否等于 5?_(填“可”或“否” , )其理由是_。(3)a 的取值范围是_。解析:(1)若 a = 3 ,由 a = 0.5b 可知 b = 6 ,与题设 pH = b 的一元碱矛盾。(2)若 a = 5 ,由 a = 0.5b ,得 b = 10 ,C b (OH-) = 10-4 mol / L,中和时有Va Ca (H+) = Vb Cb (OH-) ,即 = = = 10 1 ,与题设 Va baV(H
10、O5410 Vb 不符。(3)由题设 1 ,可得:ba= = = = 10 1 ,baV)(HCO)(04abab144ba即 a + b 14 Vb b =0.5a , b 值可否等于 4(填“可”或“否”)_,其理由是_。(3)为了更好地表示溶液的酸碱性,科学家提出“酸度” (用 AG 表示)概念,AG=lg 。25时,若溶液呈中性,则 AG=_,溶液的 pH 与 AG 的换算)(OHC公式为 AG=_(要简化) 。参考答案:1.A 2.C 3. B 4.B 5.D 6.D 7.D 8. 2:1 ; 20:1 9. 10-13;大于;水的电离是吸热的,升温时水的电离平衡正向移动,K W 增大,因该温度下的 KW 大于 25时水的KW=10-14,所以该温度大于 25。 (1)1:10 (2)10:1 (3)1:9 。9.(1)1:9(2)可;若 b=4,Cb(H+)=10-4 mol/L, a = 8,C a(OH-)=10-6 mol/L;中和时应有 Va Ca(OH-) = VbCb(H+),即 = = =100:1,与题设 VaVb 相符ba)(OH640合。 (3)0 ;14 - 2 pH 。