关于PH值的计算

关于PH值的计算

一、应知应会：

1．pH＝－lg[H＋]，pOH＝－lg[OH－]，pH＋pOH＝14 2．pH值的适用范围是溶液的[H]小于或等于1mol/L。 3．[H＋]是电解质已电离出的H＋离子的物质的量浓度。 4．

类别 强酸与强酸 条件 pH值相差2或2以上,pHA＜pHB(等体积混合) 近似计算 pHA＋ [H]混＝(C1V1＋C2V2)/V1＋V2 pHB－ [OH]混＝(C1V1＋C2V2)/V1＋V2 pH＝7 pH碱－ pH酸＋ －＋＋

强酸与强酸(一元) 不等体积混合 强碱与强碱 强碱与强碱 pH值相差2或2以上，pHA＜pHB(等体积混合) 不等体积混合 pH酸＋pH碱＝14(等体积混合) 强酸与强碱 pH酸＋pH碱＞14(等体积混合) pH酸＋pH碱＜14(等体积混合) 5．不同体积不同pH值溶液混合，若二者为强酸，则求出混合溶液的[H＋]，求pH值；若二者为强碱，则必须求出混合后溶液的[OH－]值再化为pH值。若一强酸与一强碱,则求出H＋离子或OH－离子后,求得[H＋]化为pH值或求[OH－]再化为pH值。 二、范例解析

[例1]稀释下列溶液时，pH值怎样变化

(1)10mLpH＝4的盐酸，稀释10倍到100mL时，pH＝ (2)pH＝6的稀盐酸稀释至1000倍，pH＝？

[分析](1)p＝4，即[H＋]＝1×10－4mol/L，稀释10倍，即[H＋]＝1×10－5mol/L， 所以pH＝5。

小结：强酸每稀释10倍，pH值增大1，强碱每稀释10倍，pH值减小1。 (2)当强酸、强碱溶液的H＋离子浓度接近水电离出的H＋离浓度(1×10－

7

mol/L)时，水的H＋离子浓度就不能忽略不计。所以pH＝6的稀盐酸，稀释1000

＋

－6

－7

－7

倍时：[H]＝(1×10＋999×10)/1000＝×10 pH＝ 由此可知溶液接近中性而不会是pH＝9。 [例2]求强酸间混合或强碱间混合溶后液的pH值。

(1)pH＝12，pH＝10的强酸溶液按等体积混合后溶液的pH值。 (2)pH＝5和pH＝3的强酸溶液接等体积混合后溶液的pH值。 [分析](1)碱溶液的混合，溶液以OH为主，所以应选确定[OH] [OH－]＝(1×10－2＋1×10－4)/2＝×10－3(mol/L) 得：pOH＝，pH＝14－＝

也可根据水的离子积常数，在先确定出溶液中[OH－]为×10－3mol/L后，再求[H＋]pH值。

[H＋]＝kw/[OH－]＝(1×10－14)/×10－3)＝×10－12(mol/L) ∴ PH＝

(2)强酸溶液的混合，溶液中[H＋]是主要的。 [H＋]＝(1×10－5＋1×10－3)/2＝×10－4(mol/L) ∴ pH＝

[例3]求强酸强碱间的不完全中和的pH值。

(1)L盐酸和LBa(OH)2溶液按等体积混合溶液的pH值等于多少？

(2)用pH＝4和pH＝11的强酸和弱碱混合，使pH＝10，求两溶液的体积比？ [分析](1)根据盐酸和Ba(OH)2间反应的物质的量之比可知：可和(OH)2完全中和。所以剩余(OH)2，即余下－。

此时溶液中[OH－]＝2＝(mol/L)，pOH＝2，pH＝12。

－

－

或[H＋]＝Kw/[OH－]＝1×10－14/＝1×10－2(mol/L) ∴ pH＝12

(2)pH＝4，[H＋]＝1×10－4mol/L，设其体积为V1。pH＝11，[OH－]＝1×10－

3

mol/L，设其体积为V2。混合后pH＝10，[OH]＝1×10mol/L，

－－4

可以预见碱多酸少符合题意，故可得下式：

(V2×10－3－V1×10－4)/(V1＋V2)＝10－4V2×10－3－V1×10－4＝V1×10－4＋V2×10V1(2×10)＝V2(10－10)V1(2×10)＝V2(9×10) 得：2V1＝9V2 即V1/V2＝9/2

[例4]健康人血液的pH值为～，患某种疾病的人血液的pH值可暂降到，问此时血液中氢离子浓度为正常状态的多少倍？

[分析]：∵[H＋]＝10－pH ∴[H＋]＝10－至[H＋]＝10－ 病人的pH值为，则[H＋]＝10－ 求倍数关系：10－÷10－＝＝ 10－÷10－＝＝

[答案]病人血液中氢离子浓度为正常状态下的～倍。

[例5]在25℃时，若10体积的某强酸溶液与1体积的某强碱溶液混合呈中性，则混合之前，该强酸的pH值与强碱的pH值之间应满足的关系是______________ [分析]已知10[H＋]酸＝[OH－]碱 ①

因为在同一种溶液中[H＋]与[OH－]的乘积等于水的离子积，25℃时，kw＝1×10－14，因此可将①式变换为：10[H＋]酸＝1×10－14/[H＋]碱 [H＋]酸[H＋]碱＝1×10－14/10＝1×10－15(mol/L) 两边取负对数，得：pH酸＋pH碱＝15

－4

－4

－3

－4

－4

－4

答案：pH酸＋pH碱＝15

[例6]在室温下，pH＝a的氨水与pH＝b的盐酸等体积混合，恰好完全反应,则该氨水的电离度可表示为( ) A．10

(a＋b－12)

％ B．10

(a＋b－14)

％

C．10(12－a－b)％ D．10(14－a－b)％

[分析]本题通过求氨水的电离度来考查弱电解质的电离，溶液的pH值以及强酸中和弱碱的知识。

氨水的pH＝a,根据pH＋pOH＝14,则此氨水的pOH＝14－a,[OH－]＝10－(14－a)＝10a－14mol/L

OH－的物质的量为10a－14Vmol，已知该氨水与pH＝b的盐酸等体积完全反应。 pH＝b，[H＋]＝10－bmol/L

根据反应：NH3·H2O＋HCl＝NH4Cl＋H2O

氨水和盐酸反应的物质的量相等。所以氨水的物质的量为10－bVmol。 该氨水的电离度为：

α＝(已电离氨水的物质的量/氨水的总物质的量)×100％ ＝(10a－14V/10－bV)×100％＝10a＋b－14×100％＝10a＋b－12％ [答案]A

[例7]下列叙述中，正确的是：

A．中和LCH3COOH与中和LCH3COOH所需同种碱液的量不同

B．等体积pH＝3的酸溶液和pH＝11的碱溶液混合后，溶液的pH为7 C．体积相等，pH相等的盐酸和H2SO4中H＋的物质的量相等 D．pH＝3的HCOOH溶液中的[H＋]与pH＝11的氨水溶液的[OH－]相等

E．Zn跟pH＝4的盐酸溶液反应比跟pH＝3的CH3COOH溶液反应剧烈 [分析]选项A，第一种n(CH3COOH)＝×＝(mol)，第二种n(CH3COOH)＝×＝(mol)。因此用同种碱液来中和时所用碱液的量必然相同。因此A不正确。

选项B，题中所给的酸和碱未指明强、强。溶液的pH值不一定为7。 酸(pH＝3) 碱(pH＝11) 混合后溶液的pH值 强酸 强碱 ＝7 强酸 弱碱 ＞7 弱酸 强碱 ＜7 因此pH＝7只是一种个别情况，该叙述不正确。

选项C，pH相等的两种强酸，所含[H＋]浓度相等。又因体积相等，所以H＋的物质的量相等，所以C正确。

选项D，pH＝3的HCOOH，[H＋]＝1×10－3mol/L，pH＝11的NH3·H2O，[OH－]＝1×10－3mol/L，所以D正确。

选项E，金属Zn与两种酸反应的实质是与酸中的H＋反应，所以在其它条件相同的情况下,反应速率大小决定于溶液中[H＋]大小。由于pH＝3的CH3COOH溶液中[H＋]大于PH＝4的盐酸溶液中的[H＋]。所以Zn与醋酸反应比较剧烈。所以E不正确。