溶液PH值問題涉及面廣,與生活實際關係密切,內容多而繁雜,是高中階段學習的重點和難點,尤其是PH值計算更是考試的熱點。因此,探討PH值的計算方法和技巧,尋找解決問題的關鍵與規律,對於解決溶液PH問題具有重要意義。
(1)單一溶液
強酸:HnA溶液,設溶質的物質的濃度為c mol/L,c(H+)=nc mol/L,
pH= -lgc(H+) = -lg nc
強鹼:B(OH)n溶液,設溶質的物質的量濃度為c mol/L,c(H+)= mol/L,
pH= -lgc(H+) =14+lg nc
例:25℃時,0.05mol/L的 H2SO4溶液:
pH= -lgc(H+) = =1
例題:25℃時,0.01mol/L的NaOH溶液:
c(H+)=mol/L pH=12
(2)強酸混合
1. 先求出:
2. 再計算公式pH= -lgc(H+);
3. 最後根據公式pH= -lgc(H+)求出。
例:25℃時,pH=3和pH=5的兩種鹽酸等體積混合,求混合後的pH。
解析:
(3)強鹼混合
1. 先求出
2. 再計算
3. 最後根據公式pH= -lgc(H+) 求出。
例題:25℃時,pH=9和pH=11的兩種燒鹼等體積混合,求混合後的pH。
解析:
知識拓展——0.3規則(近似規則)
若兩種強酸溶液或兩種強鹼溶液等體積混合,且其PH相差2個或2 個以上時,混合液的PH有如下近似規律:
兩強酸等體積混合,PH=PH小+0.3;
兩強鹼等體積混合,PH=PH大-0.3
(4)強酸強鹼混合
① 恰好中和。
②酸過量,先求剩餘的c(H+),再求pH。
c(H+)=[n(H+)-n(OH-)]/混合溶液總體積
③鹼過量,先求剩餘c(OH-),再通過Kw求c(H+),最後求pH。
c(OH—)=[n(OH—)-n(H+)]/混合溶液總體積
例題:25℃時,20mL 0.05 mol/L的鹽酸和10mL 0.07mol/L的燒鹼混合,求混合後的pH。
解析:
注意:在相關計算過程中,應遵守「酸按酸,鹼按鹼,同強混合在之間,異強混合看過量」。
1.在25℃條件下,已知酸和鹼的pH值,判斷等體積混合後的pH值。
(1)若強酸強鹼pH之和大於14,混合後pH>7
(2)若強酸強鹼pH之和小於14,混合後pH<7
(3)若強酸強鹼pH之和等於14,混合後pH=7
(4)若酸與鹼中,一弱一強,pH之和等於14,混合後誰弱顯誰性。
2.溶液稀釋後pH的計算:
對於強酸溶液中的pH=a,每稀釋10n倍,pH=a+n。
對於弱酸溶液中的pH=a,每稀釋10n倍,pH<a+n。
對於強鹼溶液中的pH=b,每稀釋10n倍,pH=b-n。
對於強鹼溶液中的pH=b,每稀釋10n倍,pH>b-n。
注意:PH值相同的強酸與弱酸(或強鹼與弱鹼),稀釋相同的倍數,pH變化為強酸變化大,弱酸變化小。
當溶液無限稀釋時,pH接近於7,但不等於7.
總之,在進行溶液PH值計算時,一定要先確定溶液類型,再套用公式計算。有關溶液PH計算比較複雜,以上只是幾種常用的計算方法,僅供參考。