各种溶液中ph值的计算方式
在各种溶液中值计算的整体思路是:根据ph的定义ph=-lgc(h ),溶液ph计算的核心是确定溶液中的c(h )相对大小。
一、单一溶液中的ph值计算
若该溶液是酸性溶液,必先确定c(h ),再进行ph的计算。若该溶液是碱性溶液,必先确定c(oh-),可根据c(h )·c(oh-)=kw换算成c(h ),再求ph,或引用ph定义,由c(oh-)直接求poh,再根据ph poh=pkw,换算出ph。
例1、求室温下1.0×10-3mol/l的ba(oh)2溶液的ph。
解析:由题意c(oh-)=2.0×10-3mol/l,c(h )·c(oh-)=kw,c(h )=kw/c(oh-)=5.0×10-12mol/l,ph=-lgc(h )=-lg5.0×10-12=11.3。
或由题意c(oh-)=2.0×10-3mol/l,poh=-lgc(oh-)=-lg2.0×10-3=2.7,ph poh=pkw,ph 2.7=14,ph=11.3。
二、溶液稀释后的ph值的计算
1、强酸或强碱的稀释
在稀释强酸或强碱时,当它们的浓度大于10-5mol/l时,不考虑水的电离;当它们的浓度小于10-5mol/l时,应考虑水的电离。
如ph=6的盐酸,稀释100倍,稀释后ph≈7(不能大于7);ph=8的氢氧化钠溶液,稀释100倍,稀释后ph≈7(不能小于7);ph=3的盐酸,稀释100倍,稀释后ph=5;ph=10的氢氧化钠溶液,稀释100倍,稀释后ph=8。
例2、室温时将ph=5的硫酸溶液稀释1000倍后,则c(h ):c(so42-)是( )
a.2:1 b.21:1 c.20:1 d.22:1
解析:ph=5时,c(h )酸=1×10-5mol/l,c(so42-)=5×10-6mol/l,稀释1000倍后,由硫酸电离出的c(h )酸=1×10-8mol/l,c(so42-)=5×10-9mol/l,考虑水的电离受硫酸的抑制,设水电离出的c(h )为xmol/l,故水电离出的c(oh-)也为xmol/l,根据水的离子积在室温时为一常量,得方程(x 10-8)·x=10-14,解得x=9.5×10-8,故c(h ):c(so42-)=[c(h )酸 c(h )水]:c(so42-)=10.5×10-8 mol/l: 5×10-9mol/l=21:1,故应选b。
2、弱酸或弱碱的稀释的ph值计算
在稀释弱酸或弱碱过程中有浓度的变化,又有电离平衡的移动,不能求得具体数值,只能确定其ph范围。
如ph=3的醋酸溶液,稀释100倍,稀释后3<ph<5;ph=10的氨水,稀释100倍,稀释后8<ph<10;ph=3的酸溶液,稀释100倍,稀释后3<ph≤5;ph=10的碱溶液,稀释100倍,稀释后8≤ph<10。
例3、ph=11的氨水溶液和氢氧化钠溶液,用蒸馏水稀释100倍,二者的ph的关系是( )
a.氨水的ph大于氢氧化钠的ph
b.氨水的ph小于氢氧化钠的ph
c.都比原来小
d.氨水比原来的大,氢氧化钠比原来的小
解析:氨水为弱碱,氢氧化钠为强碱,稀释100倍之后,氨水的9<ph<11,而氢氧化钠溶液的ph=9。故选a、c。
三、溶液混合后的ph的计算
两种溶液混合后,首先应考虑是否发生化学变化,其次考虑溶液总体积变化,一般来说溶液的体积没有加和性,但稀溶液混合时,常不考虑混合后溶液的体积的变化,而取其体积之和(除非有特殊说明)。
1、两强酸混合后的ph的计算
先求混合后的c(h )混,再直接求ph。即:c(h )混=[ c(h )1×v1 c(h )2×v2]/(v1 v2)。
例4、ph=4的盐酸和ph=2的盐酸等体积混合后,溶液的phzui接近于()
a.2.0 b. 2.3 c. 3.5 d.3.7
解析:由题意ph=4的盐酸,c(h )1=1.0×10-4mol/l;ph=2的盐酸,c(h )2=1.0×10-2mol/l。c(h )混=(1.0×10-4mol/l×v 1.0×10-2mol/l×v)/2v=5.0×10-3mol/l,ph= 2.3。故应选b。
2、两强碱混合后的ph的计算
先求混合后的c(oh-)混,再间接求ph。即:c(oh-)混=[ c(oh-)1×v1 c(oh-)2×v2]/(v1 v2)。
知识拓展——0.3规则(近似规则)
若两种强酸溶液或两种强碱溶液等体积混合,且其ph相差2个或2个以上时,混合液的ph有如下近似规律:
两强酸等体积混合时,混合液的ph=ph小 0.3;
两强碱等体积混合时,混合液的ph=ph大-0.3。
如上述例4若用0.3规则,就很方便,混合液的ph=ph小 0.3=2 0.3= 2.3。
3、强酸与强碱溶液混合后的ph的计算
根据n(h )与n(oh-)的相对大小先判断酸、碱的过量情况。
⑴强酸与强碱恰好*反应,溶液呈中性,ph=7。
⑵若酸过量,溶液呈酸性,n(h )>n(oh-),c(h )混=[n(h )-n(oh-)]/v总。
⑶若碱过量,溶液呈碱性,n(oh-)>n(h ),c(oh-)混=[n(oh-)-n(h )]/v总,再求出c(h )混。
例5、60ml0.5mol/lnaoh溶液和40ml0.4mol/l硫酸混合后,溶液的phzui接近于( )
a.0.5 b. 1.7 c.2 d. 13.2
解析:由题意知,酸碱中和反应后,酸过量,c(h )混=[n(h )-n(oh-)]/v总=(0.032mol-0.03mol)/0.1l=0.02mol/l,ph=1.7,故应选b。
⑷若未标明酸碱的强弱,混合后溶液ph不定,应分析讨论。
①若强酸(ph1)和强碱(ph2)等体积混合,ph1 ph2=14,则溶液呈中性,ph=7;ph1 ph2>14,则溶液呈碱性,ph>7;ph1 ph2<14,则溶液呈酸性,ph<7。
②若酸(ph1)和碱(ph2)等体积混合,ph1 ph2=14,若为强酸与强碱,则恰好反应,ph=7;若为弱酸与强碱,则酸有剩余,ph<7;若为强酸与弱碱,则碱有剩余,ph>7。
例6、在室温下等体积的酸和碱的溶液,混合后ph一定小于7的是( )
a.ph=3的硝酸和ph=11的氢氧化钠溶液
b.ph=3的盐酸和ph=11的氨水
c.ph=3的硫酸和ph=11的氢氧化钠溶液
d.ph=3的醋酸和ph=11的氢氧化钠溶液
解析:a、c两选项为强酸与强碱的混合,且ph1 ph2=14,则溶液呈中性,ph=7。b选项为强酸与弱碱的混合,且ph1 ph2=14,则溶液呈碱性,ph>7。d选项为弱酸与强碱的混合,且ph1 ph2=14,则溶液呈酸性,ph<7。故应选d。
注意:在相关计算过程中,应遵守“酸按酸,碱按碱,无限稀释7为限。两强相混强点3,酸是加,碱是减。异强混合看过量剩谁余谁按谁算。两强等混值为7,ph之和为14”。
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