
第三章:水溶液中的离子反应与平衡
第二节:水的电离与溶液的酸碱度
一、溶液的酸碱性及其与pH的关系
1. 溶液的酸碱性
思考:酸性溶液中是否存在氢氧根离子?碱性溶液中是否存在氢离子?
在水溶液中,由于水的电离平衡,无论是酸性还是碱性溶液,都存在氢离子和氢氧根离子,只不过其浓度大小不同。这也说明水的离子积不仅适用于纯水,也适用于各种稀电解质溶液。
小结:
(1)任何水溶液中(无论是酸性、碱性还是中性)都存在氢离子和氢氧根离子。
已知某温度下水的离子积Kw,可以根据氢离子浓度计算氢氧根离子浓度,反之亦然。
(2)溶液的酸碱性主要由溶液中氢离子与氢氧根离子的相对浓度决定。
2. 酸碱性的表示方法——pH
(1)pH的定义
为了更方便地表示溶液的酸碱性,引入了pH这一指标。pH是溶液中氢离子浓度的负常用对数。计算公式为:
pH=-lg c(H+)
例如,在常温下:中性溶液的pH=7;酸性溶液的pH小于7;碱性溶液的pH大于7。
小结:
常温下,溶液的pH值与溶液的酸碱为:pH在0—14范围内的溶液,其酸碱性可以通过pH值来直接判断。超出此范围则直接使用氢离子、氢氧根离子的浓度来表示。
(2)pH的测定方法
方法一:使用pH试纸
pH试纸是根据不同酸碱指示剂的混合浸润制成。根据不同pH下试纸颜色的变化,与标准比色卡对比,即可测得溶液的pH值。广泛试纸可测pH范围为1—14或0—10,精密试纸则有更窄的范围,如1.4—3.0等。使用时需用洁净干燥的玻璃棒蘸取待测液点在试纸中部,然后与标准比色卡对照读数。注意避免试纸湿润,并且不能用于测有漂白性或自身颜色较深的溶液。
方法二:使用pH计
pH计是一种精密测量溶液pH的仪器,其量程为0—14。使用时,只需将探测头插入待测液中,即可读取显示屏上的pH值。
(3)pH的重要应用
以人的血浆为例,其中存在碳酸和碳酸氢根离子的缓冲体系,能够维持血液正常的pH范围。当体系中加入少量强酸或强碱时,通过缓冲体系的平衡移动,消耗相应的氢离子或氢氧根离子,从而保持血液pH的稳定。
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