溶液的酸碱性与PH
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溶液的酸碱性与pH值溶液的酸碱性是指溶液中酸碱物质所占比例的多少,而pH值是衡量溶液酸碱性的指标。
在化学实验、生物学研究和日常生活中,了解溶液的酸碱性以及pH值的变化对我们有着重要意义。
1. pH值的定义和计算pH值是一种用于表示溶液酸碱程度的无量纲指标,其定义为负对数下10的氢离子(H+)浓度的活度。
pH值的计算公式为:pH = -log[H+]。
在纯水中,H+离子的浓度极小,约为10-7摩尔每升,因此pH值为7。
当溶液的pH小于7时,表示溶液为酸性溶液;当pH大于7时,表示溶液为碱性溶液。
2. 酸性溶液与碱性溶液酸性溶液指的是含有较多H+离子的溶液。
酸性溶液中的氢离子会与水分子中的氧离子(OH-)结合,生成水分子(H2O)。
典型的酸性溶液有盐酸溶液和硫酸溶液。
碱性溶液则是指含有较多OH-离子的溶液。
碱性溶液中的氢离子会与氢氧根离子结合,生成水分子。
典型的碱性溶液有氢氧化钠溶液和氢氧化钙溶液。
3. pH值的影响因素溶液的酸碱性和pH值受多种因素的影响。
(1) 酸碱物质的浓度:溶液中酸碱物质的浓度越高,其酸碱性也越强,因此pH值会相应下降或上升。
(2) 酸碱物质的强度:强酸和强碱的溶液具有较高或较低的pH值,而弱酸和弱碱的溶液则具有较接近中性的pH值。
(3) 温度:溶液的温度升高或降低都会对其pH值产生影响。
温度升高会导致少数酸性物质解离产生更多的H+离子,从而降低pH值;而温度降低则会减少H+离子的生成,使pH值升高。
4. 测定溶液的pH值测定溶液的pH值是一个常见的实验操作。
常用的测定方法包括:(1) 酸碱指示剂:酸碱指示剂可以根据其与溶液的颜色变化来判断溶液的酸碱性。
例如,酸性溶液中溴酚蓝指示剂呈黄色,而碱性溶液中呈蓝色。
(2) pH试纸:pH试纸是另一种常用的溶液酸碱性测定方法,它可以根据试纸颜色的变化来判断溶液的pH值范围。
(3) pH计:pH计是一种准确测定溶液pH值的仪器。
它使用玻璃电极来测量溶液中的氢离子浓度,并将其转换为pH值。
溶液的酸碱性与pH值溶液的酸碱性是指溶液中酸性物质和碱性物质的相对浓度。
酸碱性的强弱可以通过pH值来表示。
pH值是一个表示溶液酸碱性强弱的指标,其数值范围从0到14。
pH值小于7的溶液称为酸性溶液,pH值大于7的溶液称为碱性溶液,pH值等于7的溶液称为中性溶液。
溶液的酸碱性与其中溶解的酸性物质和碱性物质的特性和浓度有关。
在溶液中,酸质子(H+)和碱质子(OH-)是起主要作用的离子。
酸性溶液中质子的浓度高于水,而碱性溶液中质子的浓度低于水。
而中性溶液中酸性物质和碱性物质的浓度相等,质子的浓度与水相等。
酸性溶液的pH值通常小于7,其原因是酸性物质可以释放出质子(H+)离子,增加溶液中质子的浓度。
酸性物质中常见的有硫酸、盐酸、硝酸等。
这些物质会与水分子发生反应,将水分子中的一个氢原子取代,形成H+离子。
碱性溶液的pH值通常大于7,其原因是碱性物质可以释放出氢氧根离子(OH-)或接受质子。
碱性物质中常见的有氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵等。
这些物质在水中形成氢氧根离子和金属离子,氢氧根离子会与溶剂中的质子结合,减少溶液中质子的浓度。
酸性和碱性溶液之间可以相互中和。
当酸性溶液和碱性溶液混合时,质子和氢氧根离子会相互结合,生成水分子。
在这个反应过程中,溶液的酸碱性随着质子和氢氧根离子的浓度变化而改变。
pH值的改变取决于酸性和碱性物质的浓度和反应的平衡。
pH值的测量通常使用酸碱指示剂、pH计或电极进行。
酸碱指示剂是一种化学物质,可以通过改变其颜色来指示溶液的酸碱性。
pH计和电极则通过测量溶液中电离质子的浓度来确定pH值。
总之,溶液的酸碱性与其中溶解的酸性物质和碱性物质的浓度有关。
pH值是一种表示溶液酸碱性强弱的指标,其范围从0到14。
酸性溶液的pH值通常小于7,碱性溶液的pH值通常大于7,中性溶液的pH值为7。
通过使用酸碱指示剂、pH计或电极,可以准确测量溶液的pH值,以判断其酸碱性。
溶液的酸碱性和pH值溶液的酸碱性和pH 值结合下表,利⽤平衡移动原理分析酸或碱对⽔的电离有何影响?在纯⽔中溶⼊下列物质后,分析各项变化情况:交流研讨:下表给出了室温下⼀些⽔溶液的[H +]或[OH -],请填上空缺的数据。
1、溶液的酸碱性在酸性溶液中也存在OH -,只是H +的浓度⽐OH -的浓度;在碱性溶液中也存在H +,只是OH - 的浓度⽐H +的浓度。
⽔溶液的酸碱性与[H +]与[OH -] 的相对⼤⼩的关系:常温(25℃)中性溶液:[H +] [OH -] [H +] 1×10- 7mol/L酸性溶液:[H +] [OH -] [H +] 1×10-7mol/L碱性溶液:[H +] [OH -] [H +] 1×10- 7mol/L2、溶液的pH :⼈们常⽤来表⽰溶液的酸碱性。
pH=范围:⼴泛pH 的范围为。
注意:①当溶液中[H +]或[OH -]⼤于1mol/L 时,不⽤pH 表⽰溶液的酸碱性。
3、归纳:pH 与溶液酸碱性的关系(25℃时)4、溶液pH 的测定⽅法(1)酸碱指⽰剂法说明:常⽤的酸碱指⽰剂有⽯蕊、甲基橙、酚酞试液。
常⽤酸碱指⽰剂的pH变⾊范围(2)pH试纸法使⽤⽅法:(3)pH计法(了解)5、有关pH的简单计算例1、分别求0.05mol/LH2SO4溶液和0.05mol/L Ba(OH)2溶液的PH值。
例2、求PH=2的H2SO4溶液中H2SO4的浓度;求PH=10的NaOH溶液中NaOH的浓度。
[巩固练习]1、pH=2的强酸溶液,加⽔稀释,若溶液体积扩⼤10倍,则C(H+)或C(OH-)的变化()A、C(H+)和C(OH-)都减少B、C(H+)增⼤C、C(OH-)增⼤D、C(H+)减⼩2、向纯⽔中加⼊少量的KHSO4固体(温度不变),则溶液的()A、pH值升⾼B、C(H+)和C(OH-)的乘积增⼤C、酸性增强D、OH-离⼦浓度减⼩3、100℃时,Kw=1×10-12mol-2?L-2,对纯⽔的叙述正确的是()A、pH=6显弱酸性B、C(H+)=10-6mol/L,溶液为中性C、Kw是常温时的10-2倍D、温度不变冲稀10倍pH=74、在pH=1的硫酸溶液中,由⽔电离出来的H+浓度为()A 、0 B、0.1 mol.L-1 C、10-7 mol.L-1 D、10-13 mol.L-15、将pH=5的盐酸溶液稀释1000倍后,溶液的pH为()A、等于8B、等于7C、接近7⼜⼩于7D、⼤于7⽽⼩于86、将纯⽔加热⾄较⾼的温度,下列叙述正确的是()A、⽔的离⼦积变⼤、pH变⼤、呈酸性B、⽔的离⼦积不变、pH不变、呈中性C、⽔的离⼦积变⼩、pH变⼤、呈碱性D、⽔的离⼦积变⼤、pH变⼩、呈中性7、给蒸馏⽔中滴⼊少量盐酸后,下列说法中错误的是()A、[H+ ][OH- ]乘积不变B、pH增⼤了C、[OH- ]降低了D、⽔电离出的[H+ ]增加了8、常温下,下列溶液中酸性最弱的是()A、pH=4B、[H+ ]=1×10-3mol·L-1C、[OH- ]=1×10-11mol·L-1D、[H+] ·[OH- ]= 1×10-14 mol-2?L-29、下列试纸使⽤时, 不宜先⽤⽔润湿的是()。
A、汽水B、自来水C、肥皂水D、食醋4、苯甲酸()可用做食品防腐剂,其酸性比醋酸强。
下列对苯甲酸性质的推测不合理的是()A.苯甲酸溶液的pH小于7B.苯甲酸溶液的pH大于 7C.苯甲酸溶液能使紫色石蕊试液变红色D.苯甲酸溶液不能使无色酚酞试液变色5、例1 一些食物的pH如下,其中碱性最强的是()A.苹果 2.9~3.3 B.牛奶 6.3~6.6C.鸡蛋清 7.6~8.0 D.番茄 4.0~4.46、不用其他试剂,可以鉴别石蕊、盐酸、氢氧化钙、氢氧化钠、碳酸钠五种溶液,第二个被鉴别出来的物质是()A.盐酸B.氢氧化钙C.氢氧化钠D.碳酸钠7、一些食物的近似PH如下表:食物苹果葡萄牛奶玉米粥pH 2.9~3.3 3.5~4.5 6.3~6.6 7.2~8.0人的胃液中含有盐酸,对于胃酸过多的人,空腹时最适宜使用上述食物中的A.苹果 B.葡萄 C.牛奶 D.玉米粥8、下列反应,要借助酸碱指示剂才能判断二者是否发生反应的是A.大理石和稀盐酸 B.石灰水和稀盐酸C.铁锈和稀硫酸D.镁和稀硫酸9、下图是一些物质的pH,酸碱性最接近中性的是A.苹果汁(2.9~3.3)B.番茄汁(4.04~4.4)C.玉米粥(6.88~7.1)D.肥皂水(9.8~10.2)10、下列物质中.pH最小的是;A.食盐水 B.纯净水C.食醋 D.石灰水11、下列数据是常见物质的pH范围,其中酸性最强的是A.瓶装饮用水 (6.5~7.5) B.番茄汁(4.0~4.4)C.柠檬汁(2.0~3.0) D.液体肥皂(9.5~10.5)12、用一种试剂一次就能将澄清石灰水、氢氧化钠溶液、稀盐酸三种无色溶液区分开来的是A.紫色石蕊试液 B.稀硫酸C.氢氧化钡溶液 D.碳酸钠溶液二、多项选择13、一些国家正在试用碳酸水浇灌某些植物,其作用是()A.调节土壤的pH,改良酸性土壤B.调节土壤的pH,改良碱性土壤C.促进植物的光合作用D.在植物上方形成温室三、简答题1.2003年6月某校环保小组监测到一个造纸厂仍在向淮河排放无色碱性污水。
酸碱溶液 pH 计算1.溶液酸碱性与 pH氢离子浓度的负对数被称为 pH。
pH=-lg[H+] 氢氧根离子浓度的负对数被称为 pOH。
pOH=-lg[OH-]pH+pOH=pKw =14.00 295K 时,溶液的酸碱性和 pH 值的关系是:中性溶液 pH=7 酸性溶液 pH<7 碱性溶液 pH>72.酸碱溶液 pH 计算 (1)离子活度离子所表现出来的有效浓度称为离子活度,用α表示。
活度和离子浓度具有如下关系α=fcf 称为活度系数,它反映了离子在溶液中所受到的相互作用力的大小。
一般情况下, f<1,所以α<c。
在极稀的强电解质溶液和不太浓的弱电解质溶液 中, f 值逐渐接近于 1,离子活度与浓度几乎相等。
(2)强酸强碱溶液 pH 计算强酸强碱在溶液中几乎全部离解,因此 H+或 OH-的平衡浓度等于加入的强酸或强 碱的浓度。
(3)一元弱酸弱碱溶液 pH 计算对于一元弱酸,如果同时满足 c/Ka≥500 和 cKa≥10Kw 两个条件,则[H+ ] = c ⋅ Ka对于一元弱碱,如果同时满足 c/Kb≥500 和 cKb≥10Kw 两个条件,则[OH− ] = c ⋅ Kb(4)多元弱酸弱碱溶液 pH 的计算多元弱酸、多元弱碱在水溶液中是分级离解的,一级电离远大于二、三级电离。
在实际计算中,当 c/Ka1>500 时,可按一元弱酸作近似计算,即:[H+ ] = c ⋅ Ka1(5)两性物质溶液 pH 的计算两性物质如 NaHCO3、K2HPO4,浓度较高时,溶液的 H+浓度可按下式作近似计算:[H+ ] = K K⋅ a1 a2又如 NH4Ac 亦是两性物质,以 Ka 表示正离子酸(NH4+)的离解常数, Ka′ 表示负离子碱(Ac-)的共轭酸(HAc)的离解常数,这类两性物质的 H+浓度可按下式计算:[H+ ] = Ka ⋅ Ka′pH=1 2( pKa+pKa′)。
溶液的酸碱度与pH值计算溶液的酸碱度是指溶液中酸性或碱性物质的浓度或活性。
了解溶液的酸碱度对于许多化学和生物学领域的研究非常重要。
pH值是衡量溶液酸碱度的常用指标,它表示溶液中氢离子(H+)的浓度。
本文将介绍溶液酸碱度的概念和计算方法。
溶液的酸碱度可以通过测量溶液中氢离子浓度([H+])或氢离子活性来确定。
氢离子浓度是指溶液中氢离子的实际浓度,而氢离子活性则考虑了溶液中其他因素对氢离子的影响。
在大多数情况下,我们可以使用氢离子浓度来估算溶液的酸碱度。
pH值是以对数形式表示溶液中氢离子浓度的指标。
它的定义为pH = -log[H+],其中[H+]是溶液中氢离子的浓度。
pH值的范围从0到14,中性溶液的pH值为7。
当溶液的pH值小于7时,溶液被认为是酸性的,而当pH值大于7时,溶液被认为是碱性的。
计算溶液的pH值需要知道溶液中氢离子的浓度。
对于强酸或强碱溶液,可以直接通过测量来得到氢离子浓度。
然而,对于弱酸或弱碱溶液,需要使用酸碱离解常数(Ka或Kb)来计算氢离子浓度。
酸碱离解常数是描述酸或碱在溶液中离解的程度的指标。
对于弱酸HA,其离解反应可以表示为HA ⇌ H+ + A-,其中HA是未离解的酸,H+是氢离子,A-是酸的共轭碱。
酸碱离解常数Ka定义为[H+][A-]/[HA],其中[H+]是溶液中氢离子的浓度,[A-]是酸的共轭碱的浓度,[HA]是未离解酸的浓度。
类似地,对于弱碱B,其离解反应可以表示为B + H2O ⇌ BH+ + OH-,碱离解常数Kb定义为[BH+][OH-]/[B],其中[BH+]是碱的共轭酸的浓度,[OH-]是溶液中氢氧根离子的浓度,[B]是未离解碱的浓度。
通过酸碱离解常数,我们可以使用Henderson-Hasselbalch方程计算溶液的pH 值。
对于弱酸溶液,Henderson-Hasselbalch方程为pH = pKa + log([A-]/[HA]),其中pKa是酸的负对数离解常数,[A-]是酸的共轭碱的浓度,[HA]是未离解酸的浓度。