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  • 关于PH值的计算

    日期:2004-04-17  地址:  作者:
       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。

    3.2.[H]是电解质已电离出的H离子的物质的量浓度。

    4.3.

       类别

          条件

       近似计算

     强酸与强酸

    pH值相差2或2以上,pHA<pHB(等
    体积混合)

     pHA+0.3

     强酸与强酸(一元)

    不等体积混合

     [H]=(C1V1+C2V2)/V1+V2

     强碱与强碱

    pH值相差2或2以上,pHA<pHB(等
    体积混合)

     pHB-0.3

     强碱与强碱

    不等体积混合

     [OH]=(C1V1+C2V2)/V1+V2

     强酸与强碱

    pH+pH=14(等体积混合)

     pH=7

    pH+pH>14(等体积混合)

     pH-0.3

    pH+pH<14(等体积混合)

     pH+0.3

    4.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倍时:[H]=(1×10-6+999×10-7)/1000=1.009×10-7
         pH=6.99
       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=5.05×10-3(mol/L)
         得:pOH=2.3,pH=14-2.3=11.7
         也可根据水的离子积常数,在先确定出溶液中[OH]为5.05×10-3mol
         /L后,再求[H]pH值。
         [H]=kw/[OH]=(1×10-14)/(5.05×10-3)=1.98×10-12(mol/L)
         ∴ PH=11.7
       (2)强酸溶液的混合,溶液中[H]是主要的。
         [H]=(1×10-5+1×10-3)/2=5.05×10-4(mol/L)
         ∴ pH=3.3
    [例3]求强酸强碱间的不完全中和的pH值。
       (1)0.1mol/L盐酸和0.06mol/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:0.1molHCl可和0.05
         molBa(OH)2完全中和。所以剩余0.01molBa(OH)2,即余下0.02molOH
         此时溶液中[OH]=0.02/2=0.01(mol/L),pOH=2,pH=12。
         或[H]=Kw/[OH]=1×10-14/0.01=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×
         10-3mol/L,设其体积为V2。混合后pH=10,[OH]=1×10-4mol/L,
         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)=10-4
         V2×10-3-V1×10-4=V1×10-4+V2×10-4
         V1(2×10-4)=V2(10-3-10-4)
         V1(2×10-4)=V2(9×10-4)
         得:2V1=9V2 即V1/V2=9/2

        [例4]健康人血液的pH值为7.35~7.45,患某种疾病的人血液的pH值可暂降到5.9,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]=10-7.35至[H]=10-7.45
        病人的pH值为5.9,则[H]=10-5.9
        求倍数关系:10-5.9÷10-7.35=101.45=28.2
              10-5.9÷10-7.45=101.55=35.5
    [答案]病人血液中氢离子浓度为正常状态下的28.2~35.5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]=[OH]   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]=1×10-14/[H]
       [H][H]=1×10-14/10=1×10-15(mol/L)
       两边取负对数,得:pH+pH=15
    答案:pH+pH=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10mL0.1mol/LCH3COOH与中和100mL0.01mol/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)=0.01×0.1=0.001(mol),第二种n(CH3COOH)=
       0.1×0.01=0.001(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
       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。
                              


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