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年第 一 合期 化 学 教 育
两种强酸或两种强碱溶液等体积混合后 的计算
王保玉 王 颖
河南洛阳师范高等专科学 校化学系 河南 义煤集团第三中学 !
。
究竟是 用 」 来计 算 正 确还 是 用
问题的引出 一 混
来计算 正确呢
,
在中学化学里 我们常遇到这样的习题 在
, 问题分析
℃ 一 和 一 的两种强酸溶液等体积
, ‘ , , , 、
混合 求此混合溶液的 或计算在 时 我们知道 在 ℃ 时 不论溶液是酸性 碱
, 一 ’‘ ,
一 和 一 的两种强碱溶液等体积混合 性还是 中性 水的离子积常数 恒等于 。
, 一
后溶液的 为多少 解答这类问题时 为什么 而在上面两例计算中出现了
混 混
〕 」
一 ’‘ ,
用混 浓 加和 共 况 因 此 混合前的氢离子 度通过简单地 求平均 的 情 根 据 和 根 据
一 。
值来计算和用混合前的氢氧根离子浓度通过简 孤 计算 的 就不一样 问题出在哪里
,
单地加和求平均值来计算结果不一样 而且有 呢 这是因为上面的计算忽略了混合前后水的
一 。
时相差很大 计算过程如下 按上述两种强酸溶 电离平衡对溶液中 和 产生的影响
, ,
液等体积混合为例 两溶液在混合前后 水的电离平衡都存在 而且
。
解法一 根据 计算 混合后和混合前水的电离情况是不一样的 两
, 一 ,
混合前 酸 一 溶液混合后必然会打破混合前水在各溶液中的
, 一 , 水
那 种 平衡 关系 从而 使水 电离 出的 和
酸 , 。
仁 」 一 。
混合后
混 孤 较混合前的不一样 因此混合后溶液
混 一
的 「 和 孤不能用混合前的浓度通过
一 一 “
十
一 “ 。
简单的加和求平均值来计算 下面我们把水 电
混 ,
所以 一 〔 离平衡的影 响考虑进去 看看计算结果将会怎
一 。
解法二 根据〔 〕计算 样
一 一 ’ , ,
混合前 〕 以 ℃ 一 和 一 的两种强酸溶液
一
〕映
一 ’ 。
等体积混合为例
一 , 一 ,
混 后 。 〔 〕 〕合 「 」 对于
一 的溶液 其中由于水的电离生
一 一 “ 成的氢离子浓度「
水和由于酸的电离生成的
十
一 ,
, 一 “ ,
仁 」 之 和应 等于 即 水
一
以 一 混 。
一 。 一
所 〔 〔 一 而此溶液的 〕一
一 ’ , ,
一 一 〕 且全来 自水的 电离
,
可见解法一和解法二的计算结果不一样 相差 故 由于 生 浓
水
水的电离 成的氢离子 度 也为
。 , 一 ’
,
同理 对于上述的两种强碱溶液等体积混 因此 一 的溶液 中由于强酸电
, 混 , ,一 , 一 一 ’合 后 如 按 「 」 计 算 如 按 离提供的氢离子浓度为 酸 一 一
一 。 , , 。 , ,
〔 〕计算 一 两种解法的结果 竟 同理 对 一 的酸液 由于强酸 电
。 一 一 ‘
相差 离提供 的氢离子浓度为 〕酸 一 一
化 学 教 育 年第 合期
, , 一 一 ’ 一
当两种强酸溶液相混合后 由于酸的 混
。
合前 〕 一 “
一 一 “ 一
电离提供的氢离子浓度为 酸 一 、
一“一 一 “ 一 ‘一 一 “ 混 H + 酸 H +
〔 」 混一 合后 〔
一 [ 〕 + 仁 〕水
一 5 一 “ ,
x 1 0 + 1 0 O十 ,
设水 电离 提 供 的氢离子 浓 度 [H 五 为 则 t10‘1,/〔H +〕酸, 二 、七 少= Z
O H 一 水 x〔 ] 也为 也 即可以
+ 。
近似按前面求平均值 的[H 」 来计
:
么 H + 。 H + . + +那 「 〕 = [ 〕 [H 〕水 。算
一 “ 一 9 一 “ 一 a .
( 1 0 一 10 ) ( 1+ 0 一 10 ) , 一
一 州卜X 反过来 如果—通过〔O H 〕来计算溶液的 pH
乙
一 ,
而 o H 一 。〔 」 一 〔oH 孤 因为强酸溶液
。
全部都是 由水 电离生成的
: , 十 一 。
因此有 K 一 〔H 、 x 〔O H 〕
1 一 ” 1 一 9 一 “ 1 一 “厂( 0 一 0 ) + ( 1 0 一 0 )
一 }—+’ 一xl
,
- OH 一
中的 O H 值 时 由于酸性溶液中 的浓度全来 自水的
, 一
电离 而水 电离所产生的 OH 的数 目或浓度在
:
混合前后是完全不同的
: o H 一〕 混合前 〔 〕映
: 一 ’= 。一 ( m lo L/ )
,
x
Z 2 “L J 一 一 oO H
[ 」. 一 10 m l L( / )
一 z -
一 10 : .O H 一 。 一 ’混 o:x . 合后 [ 〕
= 1 8 1 9 4 x l 0 ( m l L/ )
由此得出 = 〔o H
一 一 , ,o
= 1 8 1 9 4 x l 0 ( m l L
] /
)
,
再加上它的浓度非常小 根本就不能用混合前
. .
P O H = 8 7 4 0 1 = 8 7 4
w 的浓度通过简单地加和求平均值来计算混合后:一H + 。 K . 一 6 ,而 〔 〕 一 = 5 4963 X 10 o , 。O H 一 ( m l L/ )〔 〕 的浓度 必须通过水的电离平衡来计算 比如上.. . ,P H ~ 5 2 5 9 9 = 5 2 6 面混 一 一合 溶液 的 〔oH 〕实 际 为 1 8194 x lo., 。o , 一’ o由此可见 只有把水的电离平衡所产生的影响 m l L/ 而不是 5 SX 10 m l L/ 因此前面按求, + 一 。。 棍考虑进去 才能使无论根据 [H 」计算还是根 平均值的〔O H 」 来计算 HP 值是完全错误的
o H 一 , ,据 [ 〕. 计算 的结果保持 一 致 不 会 出现 同理对于两种强碱溶液等体积混合后 考
H +
.
x OH 一 1 一 “ 。 pH ,[ 〕 〔 〕笋 0 的情况 虑水电离平衡的影响而计算出的 一 n 70
一
把水的电离平衡所产生的影响考虑进去计 和 前面按求平均值的[OH 、计算 的结 果相
. + 。 , + 。
算 的结果 ( ~ 5 25HP 9)9 和前面按[
H 〕 计算 等 而前面按求平均值的[H 」 计算 的 HP -
. . , 。
的 结 果 ( 一 5 2 5 9PH )6 几 乎 相 等 (仅 相 差 01 03 是错误的 错误的原因分析同上
. 。
0 000 3) +为什么前面按〔H 〕。计算结果和实际
3
一 . 结论
值相近呢 而前面按〔oH 」计算又错在哪里
呢 在计算两种强酸或两种强碱溶液等体积混
,
+ , ,
对于酸性溶液 H 的浓度比较大 而且 由 合后的 pH 时 严格说来都应该考虑水 的电离
, , ,
于酸的加入 抑制了水的电离 使水的电离提供 平衡对 pH 的影响 特别是对酸性溶液 当通过
+ 一 ’ 一
的氢离子浓度[H 」水远小于 10 ( 上例中水在 [O H 〕来计算混合后的 pH 或对碱性溶液 当通
、 + ,一 ’ 一 , +混合前 后 电离产生 的[H 」水都在 10 一 10 过〔H j来计算混合后的 PH 时 就必须考虑水
, ,
数量级 ) 更 小于 酸电离所提供 的氢 离子浓度 的电离的影响 因为只有通过水的电离平衡才
l ‘ 一 6 ,) 一犷 1 0~ 数量级 这 样 由于水 电离提 供的 能求出酸性溶液混合后溶液中的〔O H 〕或碱性
,
[H
十 水和 + ,
, +
〕 酸 电离提供的[H ] 相 比可 以忽略 溶液混合后溶液中的〔H 〕原因就是在酸性溶
, + 一 +
也就是说 强酸溶液在混合前后溶液 中的[H ] 液中 O H 的浓度和碱性溶液 中 H 的浓度全来
, 。 ,
可以近似认为都是 由酸 电离提供的 因此在计 自水的电离 但是 如果把水的电离也考虑进去
算 溶 液 的 pH 值 时 可 以 忽 略 水 电离 产 生 的 来计算 pH
, ,
时 像上面的计算一样太麻烦 能否
。
〔H
+
〕水对 pH
, :
值的影响 即 找到较简单的方法来计算呢 回答是肯定的 从
年第 7一 8 合期 化 学 教 育
关于碱土金属硫化物溶解性的探讨
卢开 涛
(湖北教育学院化学系 43006 0)
卢 明刚
(湖北 广水市李店二 中 432725 )
, 、 , ,
中学化学教材
a a
中 B S C S 和 M gS 3 种盐 此问题进行分析 并提出个人意见 供化学教育
。
的溶解性 自80 年代以来有两种不同的处理方 工作者参考
。
法 在 08 年代初的统编教材( )
“ ,
试用本 的 酸碱 事实上 这 3种硫化物与水的作用很不相
” , 、 、 “ ” , , 。
盐溶解性表 中 s s MBa ca gS 都标注 为 溶 同 下面分别加以讨论
“ ” , “ ” “
后来都改为 一 即这些盐 不存在 或 遇水分
l
” 。 3 硫化钡解 这 种硫化物都存在(aB S 和 ac s 甚至 有
, “ ,
工 业 生产) 所 以教材所指 的是 它们 遇水 分 Bsa 是一种易溶盐 它在水 中的溶 解度数
” 。 , , 。
解 中学教师和学生对此容易产生错误印象 据如表 l 所示 [〕
Z 。
认为它们遇水分解为 H s 和氢氧化物 本文 就
a
表 1 B s 的溶解度 (g八 00 9 水 )
温度/℃ 0 10 2 0 2 5 3 0 4 0 5 0 6 0 8 0 1 0 0
. . . . .
溶解度 2 88 4 89 7 86 8 95 10 38 14
. 8 . . . .9 2 1 4 27 7 49 9 60 3
, ,
作为一种强碱弱酸盐 它 在 程 o H
一 2 K b, 一 b;存 着水解 其水解 即〔 〕十 O H 一 C 尤 = 0[ ]
。 b, b, 2 bl
度可通过初步计算看出 室温 (52 C )下其饱和 一 K 十 了K 十 4K一
. . 〔O H 〕=,
溶液 的浓度 为 0 35 m fo /L 不妨 以 0 1 m of /L
2
. . . 2 . .。 Z 。 , 一 1 4 + 1 4 4 X O I X I 4
为例进行计算 H S 的电离常数川 为 K 一 1 3 了 +
一 7 , a .X 1 0 兀 : 7 l x ro 一 ‘5
, 2一 、
= 对应的共 扼碱 5
.
= 0 09 4 m ol/L
b .一 , , .b : 一 “。
H s 的离解常数为 尤 = 1 4 K = 7 7 又 1 0 S , 一 、 一 、 Z由此 可进一步计算 出溶液 中 H s H s 的
.
c s ,对浓度 一 0 1 m fo L/ 的 Ba 溶液 可采用近似 。分布 系数 d 和浓度
:
式计算
一 O H 。〔O H 〕= 了(C 一 厂 门 )K
,
来欢未幸未紊幸滩神漆幸漆来盛未未 紊幸紊幸幸滓冲漆条命幸幸 幸 幸夸介冲
闷卜今命辛专来豢辛幸未 寮牵幸 未 幸紊牵紊幸冲幸幸幸牛寮幸滩寮幸来来来幸 牛奈寮豢来夺谁寮辛幸幸带未幸幸幸幸未幸未寮未 寮未
: 。
上面的计算分析我们就可找出其规律 求得混合液的 pH
+ 一 7 ,
(l ) 求算[H ]不很接近 10 m of /L 的两种 (3 )如果酸或碱的浓度很小 它们电离提供
, +
强 积混 后的 pH 时 只需 出其 H 。
一 . + 水
酸溶液等体 合 求 的[ ] 或[OH ] 和水电离产生 的[H 」或
+ 混 , 一 一 7
氢离子浓度的平均值「H 」 就可得出最后结 〔OH 孤 在同一个数量级 上 (即接近 10 m ol /
。 , ,
果 )L 这时就 不能忽略水的 电离的影响 这时计
(2) 求算「O H
一 一 ’
不很接近 10 m fo 的两 算溶液的 pH] L/ 时就必须通过水的电离平衡来计
种强碱溶液等体积混 合后的 pH
, 。
时 应先求出 算
一 ,
氢 氧根 离子浓度的平均值 [OH 张 再进 一步

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