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第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第二节 水的电离和溶液的pH
第2课时 溶液的酸碱性与pH
c(H+)＞c(OH-)
c(H+)＝c(OH-)
c(H+)＜c(OH-)
(25 ℃)
酸性
(25 ℃)
中性
(25 ℃)
碱性
c(H+)>1× 10-7 mol/L
c(H+)<1× 10-7mol/L
=1× 10-7 mol/L
溶液的酸碱性由c(H+)和c(OH-)相对大小决定
如用c(H+)和c(OH－)表示溶液的酸碱性，常常因数值太小而不方便。
“pH”是由丹麦化学家彼得·索仑森1909年提出的。索仑森当时在一家啤酒厂工作，经常要化验啤酒中所含H+浓度。每次化验结果都要记录许多个零，颇为繁琐，经过长期潜心研究，他发现：用H+浓度的负对数来表示酸碱性非常方便，并把它称为溶液的pH(p代表德语Potenz，意思是浓度，H代表H+)
任务一 溶液的酸碱性与pH
1.pH与c(H+)的关系
溶液的pH是c (H+)的负对数，即
常温c(H+)=1×10-9 mol/L 的溶液，pH＝-lg 10-9＝9
常温c(H+)=1×10-5 mol/L 的溶液，pH＝-lg 10-5＝5
中性溶液的 pH＝7
碱性溶液的 pH>7
酸性溶液的 pH<7
pH＝-lgc(H+)
常温c(H+)=1×10-7 mol/L 的溶液，pH＝-lg10-7 ＝7
pH越大,溶液的碱性越强pH越小,溶液的酸性越强
思考：pH=7的溶液一定呈中性吗？
不对，常温下pH=7的溶液呈中性
课堂练习
(1)在25 ℃时，某溶液中由水电离出的c（H＋）＝1×10－12 mol·L－1，则该溶液的pH一定是12
(2)升高温度，纯水的pH变为6，则此时纯水显酸性
(3)溶液中c(H＋)>c(OH－)时，溶液显酸性
(4)一定温度下，c(H＋)＝的溶液一定呈中性
×
×
√
√
判断下列说法是否正确
课堂练习
一定温度下，水溶液中H＋和OH－的浓度变化曲线如图，下列说法正确的是
A.该温度下，a点溶液呈碱性
B.该温度下，0.01 mol·L－1NaOH溶液中c(H＋)＝1.0×10－12 mol·L－1
C.该温度下，加入NaOH可能引起由d向b的变化
D.b点时，升高温度，可能引起由b向c的变化
A
任务一 溶液的酸碱性与pH
2.pH的测定
pH试纸测定
广泛pH试纸：范围1~ 14，差约1
精密pH试纸：范围较窄，差约0.2或0.3
专用pH试纸：用于酸、中、碱性的专用
(2)使用方法：
(3)注意事项：pH试纸使用前不能用水润湿；不能把pH试纸直接插入待测液中；不能测定漂白性溶液的pH,广泛pH试纸的读数是整数，不能是小数。
用镊子取pH试纸放在干燥洁净的玻璃片或表面皿上，用干燥洁净的玻璃棒蘸取溶液，点在pH试纸中央，待显色后与标准比色卡对比。
(1)种类
任务一 溶液的酸碱性与pH
2.pH的测定
pH计测定
pH计也叫酸度计，可精密测量溶液的pH，测得的溶液pH可以是整数或者小数，其量程为0～14。
任务一 溶液的酸碱性与pH
3.pH的应用
1
2
3
4
5
6
人体各种体液都有一定的pH，血液的pH是诊断疾病的一个重要参数。
洗发的护发素可以调节头发pH使之达到适宜酸碱度。
环保领域，酸性或碱性的废水处理常常利用酸碱中和反应，中和过程中可用pH自动测定仪进行检测和控制。
农业生产中，土壤的pH会影响植物对不同形态养分的吸收及养分的有效性
科学实验和工业生产中，溶液pH的控制会影响实验结果或产品质量、产量等
酸碱中和滴定中，溶液pH的变化可作为判断滴定终点的依据
任务二 pH的计算
1.单一溶液的pH计算
例1.计算25℃时物质的量浓度为0.5 mol·L－1的硫酸溶液的pH。
例2.计算25℃时物质的量浓度为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
思维建模：先判断溶液酸碱性。(1)若溶液为酸性，先求c(H+)，再计算pH = -lgc(H+)；
(2)若溶液为碱性，先求c(OH-)，再由c(H+) = 求 c(H+)，最后计算pH = -lgc(H+)。
单一强酸强碱溶液pH的计算
任务二 pH的计算
1.单一溶液的pH计算
例3.已知CH3COOH的电离常数Ka＝2×10－5, 计算浓度为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：若为弱酸、弱碱时,可根据Ka、Kb或电离度α计算 c(H+)或c(OH )。
思维提示：
单一弱酸弱碱溶液pH的计算
任务二 pH的计算
1.单一溶液的pH计算
例4.已知某弱酸BOH溶液(浓度为c mol·L-1，电离常数为Kb)，求该弱碱的PH（用含c、Kb的式子表示）。
Kb=
c(B+) · c(OH-)
c(BOH)
BOH B+ + OH-
c(B+)=
c(OH-)
思维提示：
单一弱酸弱碱溶液pH的计算
c(OH-)=
mol·L-1
c(H＋)＝
Kw
c(OH-)
注意：若为弱酸、弱碱时,可根据Ka、Kb或电离度α计算 c(H+)或c(OH )。
任务二 pH的计算
2.溶液的稀释pH计算
例1.将pH＝1的HCl溶液加水稀释10倍后，溶液pH＝________；稀释100倍，pH＝________；稀释10n倍后，pH＝_________。将pH＝5的HCl溶液加水稀释1000倍后，溶液pH≈_______。
2
3
1+n
7
例2.将pH＝1的CH3COOH溶液加水稀释10倍后，溶液______ pH_______；稀释10n倍后， _________ pH_________。将pH＝5的CH3COOH 溶液加水稀释1000倍后，溶液pH≈_______。
1＜
1＜
7
＜1+n
＜2
酸稀释—算H＋,弱酸只判断范围不计算
加水体积
pH
7
HCl
CH3COOH
强酸弱酸溶液稀释时pH的变化与计算
任务二 pH的计算
2.溶液的稀释pH计算
例3.将pH＝12的NaOH溶液加水稀释10倍后，溶液pH＝________；稀释100倍，pH＝________；稀释10n倍后，pH＝__________。将pH＝9的NaOH溶液加水稀释1000倍后，溶液pH≈_______。
10
12-n
7
11
例4.将pH＝12的NH3·H2O溶液加水稀释10倍后，溶液______ pH_______；稀释10n倍后， _________ pH_________。将pH＝9的CH3COOH 溶液加水稀释1000倍后，溶液pH≈_______。
＜11
11-n＜
10＜
＜11
7
碱稀释—算OH-,弱碱只判断范围不计算
加水体积
pH
7
NH3·H2O
NaOH
强碱弱碱溶液稀释时pH的变化与计算
任务二 pH的计算
酸碱溶液稀释时pH的变化图像
①pH相等的酸或碱溶液稀释
②浓度相等的酸或碱溶液稀释
2.溶液的稀释pH计算
问题：根据等pH的强酸弱酸与强碱弱碱溶液稀释图像，推到等浓度的强酸弱酸与强碱弱碱溶液稀释的图像。
任务二 pH的计算
强酸与强酸溶液混合pH的计算
3.溶液的混合pH计算
例1.pH=5和pH=3的两种盐酸，等体积混合后(忽略体积变化)，计算溶液的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总
n1(H+)+n2(H+)
V混
C混(H+) =
=
c1(H+)×V1+c2(H+)×V2
V1+V2
任务二 pH的计算
强碱与强碱溶液混合pH的计算
3.溶液的混合pH计算
例2.常温时，pH=10和pH=12的NaOH溶液等体积混合后(忽略体积变化)，计算溶液的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总
=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-）
任务二 pH的计算
强酸与强碱溶液混合pH的计算
3.溶液的混合pH计算
例3.常温时，0.1mol/L的NaOH和0.06mol/L 的H2SO4溶液等体积混合，求混合溶液的pH。
n(H+）=2c(H2SO4)·V = 0.12V
解：
设两溶液的体积都为V
n(OH-) =c(NaOH)·V=0.1V
0.12V ＞ 0.1V 所以酸过量
c(H+）=
n（H+）- n（OH-）
V(混）
c(H+) =
0.12V-0.1V
2V
=10-2mol/L
pH =2
①恰好完全反应，溶液呈中性，pH＝7 (25 ℃)
②酸过量
③碱过量
c余(H＋)＝
c(H＋)·V酸－c(OH-)·V碱
V酸＋V碱
c余(OH-)＝
c(OH-)·V碱－c(H＋)·V酸
V酸＋V碱
KW
c余(OH-)
c(H＋)＝

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