混和溶液pH值的计算方法

)/(2102][2][22LmolHKHKcKaaa混15.22101][12gHg混混和溶液pH值的计算方法魏省瑜作者简介：魏省瑜，中学高级教师，中国化学会会员，陕西省化学会教育专业委员，陕西省中学化学教学研究会理事，陕西省中小学教材审定委员会化学科委员，从事中学化学教学14年。探索总结了“六步学导式结构教学法”，曾在专业杂志上发表论文12篇，出书6本，1995年获省直机关首届“十佳青年”称号，同年获“陕西省优秀青年和新长征突击手”称号。混和溶液pH值的计算，考查知识点较多，本文作一系统归纳分析。一、酸或碱和稀释分析：强酸、强碱与水混和，其pH值由公式：例1pH=2的醋酸稀释一倍后，其溶液pH值为多少？解：pH=2∴[H+]混∴pH.][,][:,,;][][,][][来计算公式值由弱碱与水混和弱酸来计算混混混混混碱碱混酸酸混cKOHcKHpHVVOHOHVVHHbaaaaKHcKHccKHLmolH2][][][)/(10][222混二、强酸与弱酸或强碱与弱碱的混和分析：因弱酸存在电离平衡，混和溶液pH值应根据强酸中H+对弱酸的同离子效应来计算。强碱与弱碱混和与上述分析相似。例20.2mol/L盐酸和0.2mol/L醋酸以1:3的体积比混和后，其pH为多少？（Ka=1.75×10-5）解：混和后盐酸浓度为CH3COOH====CH3COO-+H+平衡浓度：0.15-xxX+0.05∴pH=-1g[H+]总=-1g0.05=1.31强酸与强酸或强碱与强碱的混和，pH值的计算较为简单，这里不再赘述。三、酸与碱的混和1、强酸与弱碱的混和分析：有三种情况。①强酸过量，则混和溶液的pH值由剩余强酸决定；②弱碱过量，则为剩余弱碱与生成盐构成缓冲溶液的pH值；③恰好反应完，即为生成盐溶液的pH值。例30.4mol/L盐酸和0.2mol/L氨水等体积混和后溶液pH值为多少？（Kb=1.77×10-5）解：从反应NH3·H2O+HC1=NH4C1+H2O可知盐酸过剩，其剩余盐酸浓度为)/(15.042.03)/(05.042.01LmolLmol醋酸浓度为xxxxxxKa15.0,05.005.0,)15.0()05.0(很小同离子效应15.0aaKxxK315.005.0)/(1075.135Lmol51075.1305.0][总H05.0水解4NH)/(106.51077.1101][10514LmolOHKw总25.9106.51][110gHg总（0.4-0.2）/2=0.1(mol/L)∵盐酸存在抑制了∴混和后[H+]总=0.1mol/LpH=-1g0.1=1若此题的盐酸与氨水浓度互换，则变为：剩余氨水为（0.4-0.2）/2=0.1(mol/L)，生成NH4C1浓度为0.2/2=0.1(mol/L)，则混和液pH值为构成NH3·H2O—NH4C1缓冲溶液为pH值：平衡浓度：0.1-x0.1+xx[H+]总∴pH2、弱酸与强碱的混和分析：也有三种情况。①强碱过量，则剩余强碱的[OH-]决定混和液的pH值；②弱酸过量，则为剩余弱酸与生成的弱酸盐构成缓冲溶液的pH值；③恰好反应完，则为生成的盐溶液的pH值。例4计算电离度为0.948%的醋酸（Ka=1.75×10-5）与0.2mol/L氢氧化钠溶液等体积混和后，其溶液的pH值？OHNHOHNH423)/(1077.1]0[1.01.0,1.01.0,1.01.0,)1.0()1.0(54LmolKHxxKxxxNHxxxKbbb总很小的同离子效应,:知由公式解cKa),/(2.0%)948.0(1075.1252LmolaK)/(103.11075.0101][9514LmolOHKw88.8103.11][19gHgc由方程式：CH3COOH+NaOH=CH3COONa+H2O分析可知，恰好反应完，生成醋酸钠浓度为0.2/2=0.1(mol/L),溶液中存在以下平衡：CH3COO—+H2O====CH3COOH+OH—CH3COOH====CH3COO—+H+∴[H+]pH)/(1075.01.01075.11011.0][1.0][][][)/(1.0][][][][]][[]][[][]][[:5514232333333LmolKKOHOHCOOCHOHKKLmolCOOCHOHCOOHCHCOOCHOHCOOHCHKKOHHKCOOHCHHCOOCHKawawawwa又则有acHcKHa][][或;][][来计算或acOHcKOHb,][计算bawKKKH)./(1.05.0525.053Lmol88.21033.11][13gOHg3、弱酸与弱碱的混和分析：弱酸、弱碱在水中均存在电离平衡，情况较复杂。一般地，电离远大于水解，可作近似计算。①弱酸过量，混和液pH值由剩余弱酸，依近似计算；②弱碱过量,则由剩余弱碱,据③恰好反应完，则由两者电离常数决定，由近似公式：其中Ka与Kb不能相差太大，否则计算复杂。例50.5mol/L醋酸与0.5mol/L氨水以2:3体积比混和后，其溶液pH值为多少？解：CH3COOH+NH3·H2O=====CH3COONH4+H2O从反应比例看，氨水过量，其混和后浓度为溶液pH值由过量氨水决定。pOH∴pH=14-pOH=14-2.88=11.12四、酸与弱酸盐与碱与弱碱盐的混和1、强酸与弱酸盐的混和。分析：①强酸过量，则由剩余强酸与生成弱酸决定溶液pH值，如例2；②弱酸盐过量，则为剩余盐与生成的弱酸构成缓冲溶液的pH值；③恰好反应完，则由生成弱酸浓度决定。2、弱酸与同离子弱酸盐的混和。分析：两者即构成缓冲溶液。碱与弱碱盐溶液混和情况与上述相似。例60.2mol/L盐酸与0.4mol/L醋酸钠溶液等体积混和后，其pH值为多少？解：CH3COONa+HC1=CH3COOH+NaC1从反应看醋酸钠过量，过量浓度为（0.4-0.2）/2=0.1(mol/L)，生成醋酸浓度为0.2/2=0.1(mol/L).)/(1033.11.01077.1][35LmolcKOHb混和溶液中.1盐酸ccgpKpH例70.2mol/LNaOH溶液与0.2mol/LNH4C1等体积混和后，其pH值为多少？解：NaOH+NH4C1=NaC1+NH3·H2O浓度为0.2/2=0.1（mol/L）.76.41.01.011075.11115ggCCggKpHa盐酸混和溶液12.1188.21488.21033.11)/(1033.11.01077.1][335pHgpOHLmolcKOHb混