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第三章 水溶液中的離子反應與平衡
第二節 水的電離和溶液的pH
第2課時 溶液的酸堿性與pH
c(H+)＞c(OH-)
c(H+)＝c(OH-)
c(H+)＜c(OH-)
(25 ℃)
酸性
(25 ℃)
中性
(25 ℃)
堿性
c(H+)>1× 10-7 mol/L
c(H+)<1× 10-7mol/L
=1× 10-7 mol/L
溶液的酸堿性由c(H+)和c(OH-)相對大小決定
如用c(H+)和c(OH－)表示溶液的酸堿性，常常因數值太小而不方便。
“pH”是由丹麥化學家彼得·索侖森1909年提出的。索侖森當時在一家啤酒廠工作，經常要化驗啤酒中所含H+濃度。每次化驗結果都要記錄許多個零，頗為繁瑣，經過長期潛心研究，他發現：用H+濃度的負對數來表示酸堿性非常方便，并把它稱為溶液的pH(p代表德語Potenz，意思是濃度，H代表H+)
任務一 溶液的酸堿性與pH
1.pH與c(H+)的關系
溶液的pH是c (H+)的負對數，即
常溫c(H+)=1×10-9 mol/L 的溶液，pH＝-lg 10-9＝9
常溫c(H+)=1×10-5 mol/L 的溶液，pH＝-lg 10-5＝5
中性溶液的 pH＝7
堿性溶液的 pH>7
酸性溶液的 pH<7
pH＝-lgc(H+)
常溫c(H+)=1×10-7 mol/L 的溶液，pH＝-lg10-7 ＝7
pH越大,溶液的堿性越強pH越小,溶液的酸性越強
思考：pH=7的溶液一定呈中性嗎？
不對，常溫下pH=7的溶液呈中性
課堂練習
(1)在25 ℃時，某溶液中由水電離出的c（H＋）＝1×10－12 mol·L－1，則該溶液的pH一定是12
(2)升高溫度，純水的pH變為6，則此時純水顯酸性
(3)溶液中c(H＋)>c(OH－)時，溶液顯酸性
(4)一定溫度下，c(H＋)＝的溶液一定呈中性
×
×
√
√
判斷下列說法是否正確
課堂練習
一定溫度下，水溶液中H＋和OH－的濃度變化曲線如圖，下列說法正確的是
A.該溫度下，a點溶液呈堿性
B.該溫度下，0.01 mol·L－1NaOH溶液中c(H＋)＝1.0×10－12 mol·L－1
C.該溫度下，加入NaOH可能引起由d向b的變化
D.b點時，升高溫度，可能引起由b向c的變化
A
任務一 溶液的酸堿性與pH
2.pH的測定
pH試紙測定
廣泛pH試紙：范圍1~ 14，差約1
精密pH試紙：范圍較窄，差約0.2或0.3
專用pH試紙：用于酸、中、堿性的專用
(2)使用方法：
(3)注意事項：pH試紙使用前不能用水潤濕；不能把pH試紙直接插入待測液中；不能測定漂白性溶液的pH,廣泛pH試紙的讀數是整數，不能是小數。
用鑷子取pH試紙放在干燥潔凈的玻璃片或表面皿上，用干燥潔凈的玻璃棒蘸取溶液，點在pH試紙中央，待顯色后與標準比色卡對比。
(1)種類
任務一 溶液的酸堿性與pH
2.pH的測定
pH計測定
pH計也叫酸度計，可精密測量溶液的pH，測得的溶液pH可以是整數或者小數，其量程為0～14。
任務一 溶液的酸堿性與pH
3.pH的應用
1
2
3
4
5
6
人體各種體液都有一定的pH，血液的pH是診斷疾病的一個重要參數。
洗發的護發素可以調節頭發pH使之達到適宜酸堿度。
環保領域，酸性或堿性的廢水處理常常利用酸堿中和反應，中和過程中可用pH自動測定儀進行檢測和控制。
農業生產中，土壤的pH會影響植物對不同形態養分的吸收及養分的有效性
科學實驗和工業生產中，溶液pH的控制會影響實驗結果或產品質量、產量等
酸堿中和滴定中，溶液pH的變化可作為判斷滴定終點的依據
任務二 pH的計算
1.單一溶液的pH計算
例1.計算25℃時物質的量濃度為0.5 mol·L－1的硫酸溶液的pH。
例2.計算25℃時物質的量濃度為0.5 mol·L－1Ba(OH)2溶液的pH。
解：c(H+)=2c(H2SO4)=2×0.5mol·L－1=1mol·L－1，
所以，pH=-lg1=0
解：c(OH-)=2c[Ba(OH)2]=2×0.5mol·L－1=1mol·L－1，
c(H+)=Kw/c(OH-)=1.0×10 -14/1=1.0×10 -14 mol·L－1，
所以，pH=-lg(1.0×10 -14)=14
思維建模：先判斷溶液酸堿性。(1)若溶液為酸性，先求c(H+)，再計算pH = -lgc(H+)；
(2)若溶液為堿性，先求c(OH-)，再由c(H+) = 求 c(H+)，最后計算pH = -lgc(H+)。
單一強酸強堿溶液pH的計算
任務二 pH的計算
1.單一溶液的pH計算
例3.已知CH3COOH的電離常數Ka＝2×10－5, 計算濃度為0.5 mol/L的醋酸溶液的pH。
Ka=
c(H+) · c(CH3COO-)
c(CH3COOH)
CH3COOH CH3COO - + H+
c(H+)=
mol·L-1
c(H+)=
c(CH3COO-)
注意：若為弱酸、弱堿時,可根據Ka、Kb或電離度α計算 c(H+)或c(OH )。
思維提示：
單一弱酸弱堿溶液pH的計算
任務二 pH的計算
1.單一溶液的pH計算
例4.已知某弱酸BOH溶液(濃度為c mol·L-1，電離常數為Kb)，求該弱堿的PH（用含c、Kb的式子表示）。
Kb=
c(B+) · c(OH-)
c(BOH)
BOH B+ + OH-
c(B+)=
c(OH-)
思維提示：
單一弱酸弱堿溶液pH的計算
c(OH-)=
mol·L-1
c(H＋)＝
Kw
c(OH-)
注意：若為弱酸、弱堿時,可根據Ka、Kb或電離度α計算 c(H+)或c(OH )。
任務二 pH的計算
2.溶液的稀釋pH計算
例1.將pH＝1的HCl溶液加水稀釋10倍后，溶液pH＝________；稀釋100倍，pH＝________；稀釋10n倍后，pH＝_________。將pH＝5的HCl溶液加水稀釋1000倍后，溶液pH≈_______。
2
3
1+n
7
例2.將pH＝1的CH3COOH溶液加水稀釋10倍后，溶液______ pH_______；稀釋10n倍后， _________ pH_________。將pH＝5的CH3COOH 溶液加水稀釋1000倍后，溶液pH≈_______。
1＜
1＜
7
＜1+n
＜2
酸稀釋—算H＋,弱酸只判斷范圍不計算
加水體積
pH
7
HCl
CH3COOH
強酸弱酸溶液稀釋時pH的變化與計算
任務二 pH的計算
2.溶液的稀釋pH計算
例3.將pH＝12的NaOH溶液加水稀釋10倍后，溶液pH＝________；稀釋100倍，pH＝________；稀釋10n倍后，pH＝__________。將pH＝9的NaOH溶液加水稀釋1000倍后，溶液pH≈_______。
10
12-n
7
11
例4.將pH＝12的NH3·H2O溶液加水稀釋10倍后，溶液______ pH_______；稀釋10n倍后， _________ pH_________。將pH＝9的CH3COOH 溶液加水稀釋1000倍后，溶液pH≈_______。
＜11
11-n＜
10＜
＜11
7
堿稀釋—算OH-,弱堿只判斷范圍不計算
加水體積
pH
7
NH3·H2O
NaOH
強堿弱堿溶液稀釋時pH的變化與計算
任務二 pH的計算
酸堿溶液稀釋時pH的變化圖像
①pH相等的酸或堿溶液稀釋
②濃度相等的酸或堿溶液稀釋
2.溶液的稀釋pH計算
問題：根據等pH的強酸弱酸與強堿弱堿溶液稀釋圖像，推到等濃度的強酸弱酸與強堿弱堿溶液稀釋的圖像。
任務二 pH的計算
強酸與強酸溶液混合pH的計算
3.溶液的混合pH計算
例1.pH=5和pH=3的兩種鹽酸，等體積混合后(忽略體積變化)，計算溶液的pH。
解:
c（H+）=
=
10-5 V+ 10-3 V
2 V
≈
10-3 V
2 V
=
10-3
2
mol/L
pH =-lg c（H+）=3.3
n1（H+）+n2（H+）
V總
n1(H+)+n2(H+)
V混
C混(H+) =
=
c1(H+)×V1+c2(H+)×V2
V1+V2
任務二 pH的計算
強堿與強堿溶液混合pH的計算
3.溶液的混合pH計算
例2.常溫時，pH=10和pH=12的NaOH溶液等體積混合后(忽略體積變化)，計算溶液的pH。
解:
c（OH-）=
=
10-4 V+ 10-2 V
2V
=
10-2
2
mol/L
pH =-lg c（H+）=11.7
n1（OH-）+n2（OH-）
V總
=2×10-12 mol/L
c(H+)=
KW
c(OH-）
n1(OH-)+n2(OH-)
V混
C混(OH-) =
=
c1 (OH-) ·V1+ c2 (OH-) ·V2
V1+V2
C混(H+)=
KW
C混(OH-）
任務二 pH的計算
強酸與強堿溶液混合pH的計算
3.溶液的混合pH計算
例3.常溫時，0.1mol/L的NaOH和0.06mol/L 的H2SO4溶液等體積混合，求混合溶液的pH。
n(H+）=2c(H2SO4)·V = 0.12V
解：
設兩溶液的體積都為V
n(OH-) =c(NaOH)·V=0.1V
0.12V ＞ 0.1V 所以酸過量
c(H+）=
n（H+）- n（OH-）
V(混）
c(H+) =
0.12V-0.1V
2V
=10-2mol/L
pH =2
①恰好完全反應，溶液呈中性，pH＝7 (25 ℃)
②酸過量
③堿過量
c余(H＋)＝
c(H＋)·V酸－c(OH-)·V堿
V酸＋V堿
c余(OH-)＝
c(OH-)·V堿－c(H＋)·V酸
V酸＋V堿
KW
c余(OH-)
c(H＋)＝

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