中性溶液:c(H+)=c(OH-);
碱性溶液:c(H+)
二、溶液的酸碱性与pH的关系
1.溶液pH的定义
(1)由于用c(H+)及c(OH-)来表示溶液的酸碱性有时数值非常小 , 使用很不方便 。
在实际应用中 , 人们常用溶液中氢离子浓度的负对数(pH)来表示溶液的酸碱性 。pH与氢离子浓度的关系式为pH=-lg_c(H+) 。
(2)pH值与溶液酸碱性的关系
在25 ℃时 , 纯水中c(H+)=c(OH-)=10-7mol?L-1 , 所以在25 ℃时 , pH=7时 , 溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度相等 , 溶液显中性 。pH>7时 , 溶液中氢离子浓度小于氢氧根离子浓度 , 溶液显碱性 , 且pH越大 , 溶液中c(OH-)越大 , 溶液的碱性越强 。pH<7时 , 溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度 , 溶液显酸性 , 且pH越小 , 溶液中氢离子浓度越大 , 溶液的酸性越强 。
2.强酸与强酸(或强碱与强碱)混合溶液pH的计算
(1)强酸与强酸混合液的pH
强酸 Ⅰ:c1(酸) , V1(酸)――→电离n1(H+)=c1(H+)?V1 ,
强酸 Ⅱ:c2(酸) , V2(酸)――→电离n2(H+)=c2(H+)?V2 ,
?V混=V1+V2 n混(H+)=c1(H+)?V1+c2(H+)?V2?c混(H+)=c1?H+??V1+c2?H+??V2V1+V2?pH 。
(2)强碱与强碱混合液的pH
强碱Ⅰ:c1(碱) , V1(碱)――→电离n1(OH-)=c1(OH-)?V1
强碱Ⅱ:c2(碱) , V2(碱)――→电离n2(OH-)=c2(OH-)?V2
?V混=V1+V2 n混(OH-)=c1(OH-)?V1+c2(OH-)?V2
?c混(OH-)=c1?OH-??V1+c2?OH-??V2V1+V2 , 再求c(H+)=KWc?OH-??pH 。
三、溶液pH的测定方法
1.酸碱指示剂
酸碱指示剂一般是弱有机酸或弱有机碱 , 它们的颜色变化是在一定的pH范围内发生的 , 因此可以用这些指示剂粗略测出pH范围 , 但不能准确测定pH 。
常用指示剂的变色范围和颜色变化如下表:
指示剂 甲基橙 石蕊 酚酞
变色范围pH 3.1~4.4 5~8 8.2~10.0
溶液颜色 红、橙、黄 红、紫、蓝 无色、粉红、红
2.pH试纸
粗略地测定溶液的pH可用pH试纸 。pH试纸的使用方法是:取一小块pH试纸放在玻璃片上(或表面皿上) , 用洁净的玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中部 , 变色稳定后与标准比色卡对照确定溶液的pH 。
3.pH计
通过仪器pH计来精确测定溶液的pH 。
知识点一 溶液的酸碱性
1.下列溶液肯定呈酸性的是()
A.含H+的溶液 B.能使酚酞显无色的溶液
C.pH<7的溶液 D.c(OH-)
答案 D
解析 任何水溶液中均含H+和OH- , 故A错 。酚酞显无色的溶液 , 其pH<8 , 该溶液可能显酸性 , 也可能呈中性或碱性 , B错 。以纯水在100℃为例 , KW=1.0×10-12mol2?L-2 , c(H+)=1×10-6mol?L-1 , pH=6 , 但溶液为中性 , 故pH<7的溶液可能是酸性 , 也可能呈中性或碱性 。
2.判断溶液的酸碱性有多种方法 。下列溶液中 , 一定呈碱性的是()
A.能够使甲基橙呈现黄色的溶液
B.溶液的pH>7
C.溶液中:c(H+)
D.溶液中:c(H+)>1×10-7 mol?L-1
答案 C
解析 溶液酸碱性最本质的判断标准是看H+和OH-浓度的相对大小 , 只有当c(H+)>c(OH-)时 , 溶液才呈酸性;当c(H+)=c(OH-)时 , 溶液呈中性;当c(H+)4.4时呈现黄色 。所以 , 使甲基橙呈现黄色的溶液不一定显碱性 。溶液的pH与温度有关 , 常温下pH>7的溶液一定显碱性 , 但在不是常温的情况下就不一定了 。
3.下列溶液一定呈中性的是()
A.pH=7的溶液
B.c(H+)=c(OH-)的溶液
C.由强酸、强碱以等物质的量反应所得到的溶液
D.非电解质溶于水所得到的溶液
答案 B
知识点二 pH值计算
4.常温下 , 某溶液中由水电离产生的c(H+)=1×10-11 mol?L-1 , 则该溶液的pH可能是()
A.4 B.7 C.8 D.11
答案 D
解析 由题意知由水电离产生的c(H+)=1×10-11 mol?L-1<1×10-7 mol?L-1 , 抑制了水的电离 , 可能是酸 , 也可能是碱 , 若是酸 , c(H+)=1×10-3 mol?L-1 , pH=3 , 若是碱 , c(OH-)=1×10-3 mol?L-1 , pH=11 。
5.25℃时 , 若pH=a的10体积某强酸溶液与pH=b的1体积某强碱溶液混合后溶液呈中性 , 则混合之前该强酸的pH与强碱的pH之间应满足的关系()
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