如何计算溶液PH值

问题描述

精选答案

溶液pH值的计算

1

单一溶液pH的计算方法

(1).强酸

cmol·L－1HnA强酸溶液，c(H＋)＝ncmol·L－1―→pH＝－lgnc。

(2)强碱

cmol·L－1B(OH)n强碱溶液，c(OH－)＝ncmol·L－1，

n(H＋)＝ mol·L－1―→pH＝14＋lg_nc。

例1. 0.05 mol·L－1H2SO4溶液中，c(OH－)＝ mol·L－1，其pH为 。

1. 0×10－13；1

解析：0.05 mol·L－1H2SO4溶液中，c(H＋)＝0.05×2=0.1mol·L－1，根据水的离子积可计算出c(OH－)＝1.0×10－13mol·L－1；pH＝－lgc(H＋)=1.

例2. 将0.4 g NaOH固体溶于水，得到1 L溶液，c(OH－)＝ mol·L-1，c(H＋)＝ mol·L－1，pH＝ 。

0.01；1.0×10－12；12

解析：0.4 g NaOH，物质的量n=0.01mol，溶液浓度c=n/V=0.01mol·L－1

c(OH－)＝0.01mol·L－1；根据水的离子积可计算出c(H＋)＝1.0×10－12mol·L－1；pH＝－lgc(H＋)=12.

2

强酸与强酸混合后pH的计算方法

c(H＋)混＝

然后再求pH。

例. 常温下，pH＝2的盐酸与pH＝4的盐酸，若按1∶10的体积比混合后，溶液的c(H＋)为 mol·L－1，pH为 。

1. 0×10-3；3

解析：酸酸混合，计算c(H＋)混=（1×10-2+10×10-4）/（1+10）=1.0×10-3mol·L－1；pH＝－lgc(H＋)=3.

3

强碱与强碱混合后pH的计算方法

先计算c(OH－)混＝

再求c(H＋)混＝

最后求pH。

例. 常温下，将200 mL 5×10－3mol·L－1NaOH溶液与100 mL 2×10－2mol·L－1NaOH溶液混合后，溶液的c(OH－)为 mol·L－1，c(H＋)为 mol·L－1，pH为 。（忽略混合前后溶液体积变化）

1. 0×10-2；1.0×10－12；12

解析：碱碱混合，计算c(OH－)混=（200×10－3× 5×10－3+100×10－3×2×10－2）/（200×10－3+100×10－3）=1.0×10-2mol·L－1；根据水的离子积可计算出c(H＋)＝1.0×10－12mol·L－1；pH＝－lgc(H＋)=12.

4

强酸与强碱混合后pH的计算方法

①恰好完全反应，溶液呈中性，pH＝7。

②酸过量：

先求c(H＋)余＝

再求pH。

③碱过量：

先求c(OH－)余＝

再求c(H＋)＝

最后求pH。

例1．将0.1 mol·L－1HCl溶液和0.06 mol·L－1的Ba(OH)2溶液等体积混合后，则该溶液的pH是( )

A．1.7 B．12.3 C．12 D．1

答案C

解析这是强酸和强碱的混合，要先判断混合液的酸碱性。酸中c(H＋)＝

0.1 mol·L－1；碱中c(OH－)＝0.12 mol·L－1，等体积混合碱过量，根据pH值的计算方法，要先求c(OH－)，再求c(H＋)，最后求pH值。

c(OH－)余＝

＝0.01 mol·L－1，c(H＋)＝

＝1×10－12mol·L－1，则pH＝－lgc(H＋)＝12。

例2 . 常温下，pH＝13的强碱溶液与pH＝2的强酸溶液混合，所得混合液的pH＝11，则强碱与强酸的体积比是( )

A．11∶1 B．9∶1

C．1∶11 D．1∶9

答案D

解析可设碱与酸的体积分别为V碱和V酸，由题意可知，混合后碱过量，可列等式：c(OH－)余=

＝10－(14－11)，解之可得V碱∶V酸＝1∶9。

例3．在室温下，等体积的酸和碱的溶液混合后，pH一定大于7的是( )

A．pH＝3的硝酸跟pH＝11的氢氧化钾溶液

B．pH＝3的盐酸跟pH＝11的氨水

C．pH＝3硫酸跟pH＝11的氢氧化钠溶液

D．pH＝3的磷酸跟pH＝11的氢氧化钾溶液

答案B

解析A、C两项中都是强酸与强碱中和，等体积混合时酸溶液中氢离子的物质的量和碱溶液中氢氧根离子的物质的量相等，即pH强酸＋pH强碱＝14，恰好完全中和，pH＝7；B项，pH强酸＋pH弱碱＝14，混合后碱过量，pH＞7；D项，pH弱酸＋pH强碱＝14，混合后酸过量，pH＜7。

例4．(1)某温度(T℃)时，测得0.01 mol·L－1NaOH溶液的pH＝11，则该温度下水的Kw＝________。

(2)在此温度下，将pH＝a的NaOH溶液VaL与pH＝b的H2SO4溶液VbL混合。

①若所得混合液为中性，且a＝11，b＝3，则Va∶Vb＝________。

②若所得混合液为中性，且Va∶Vb＝10∶1，则a＋b＝__________。

③若所得混合液的pH＝10，且a＝12，b＝2，则Va∶Vb＝________。

答案(1)10－13(2)①1∶10②12③1∶9

解析(1)T℃时0.01 mol·L－1的NaOH溶液中c(OH－)＝10－2mol·L－1，其pH＝11，即c(H＋)＝10－11mol·L－1，则水的离子积为10－13。

(2)①pH＝11的NaOH溶液中c(OH－)＝10－2mol·L－1，pH＝3的H2SO4溶液中c(H＋)＝10－3mol·L－1，若混合后呈中性，则硫酸溶液体积为氢氧化钠溶液体积的10倍，即Va∶Vb＝1∶10。

②若所得混合液为中性，且Va∶Vb＝10∶1，则硫酸溶液中c(H＋)为氢氧化钠溶液中c(OH－)的10倍。即硫酸中c(H＋)＝10－bmol·L－1，氢氧化钠溶液中c(OH－)＝10－b－1mol·L－1，其c(H＋)＝

＝10－(12－b)mol·L－1，pH为12－b，亦即a＝12－b，所以a＋b＝12。

③若混合液pH＝10，即c(OH－)＝10－3mol·L－1，则c(OH－)＝10－3mol·L－1＝

mol·L－1，得Va∶Vb＝1∶9。

小结：

1．溶液pH计算

碱按碱、酸按酸，同强混合在中间；

异强混合看过量，无限稀释7为限。

2．pH差值≥2的两种强酸等体积混合后，pH混＝pH小＋0.3

pH差值≥2的两种强碱等体积混合后，pH混＝pH大－0.3

其他回答

消防工程师阿杜

根据pH＝－lg c(H＋)，因此计算溶液的pH的关键是计算溶液中H＋的浓度。

1、酸碱度描述的是水溶液的酸碱性强弱程度，用pH值来表示。热力学标准状况时，pH=7的水溶液呈中性，pH<7者显酸性，pH>7者显碱性。

2、pH范围在0~14之间，只适用于稀溶液，氢离子浓度或氢氧根离子浓度大于1mol/L的溶液的酸碱度直接用浓度表示。

3、pH的定义式为：

其中[H+]（此为简写，实际上应是[H3O+]，水合氢离子活度）指的是溶液中氢离子的活度（稀溶液下可近似按浓度处理），单位为mol·L-1。

4、298K时，当pH<7的时候，溶液呈酸性，当pH>7的时候，溶液呈碱性，当pH=7的时候，溶液为中性。水溶液的酸碱性亦可用pOH衡量，即氢氧根离子的负对数，由于水中存在自偶电离平衡，298K时，pH + pOH = 14。

5、pH值小于7说明H的浓度大于OH的浓度，故溶液酸性强，而pH值大于7则说明H的浓度小于OH的浓度，故溶液碱性强。所以pH值愈小，溶液的酸性愈强；pH愈大，溶液的碱性也就愈强。

6、在非水溶液或非标准温度和压力的条件下，pH=7可能并不代表溶液呈中性，这需要通过计算该溶剂在这种条件下的电离常数来决定pH为中性的值。如373K（100℃）的温度下，中性溶液的pH ≈ 6。

7、另外需要注意的是，pH的有效数字是从小数点后开始记录的，小数点前的部分为指数，不能记作有效数字。