pH值是衡量化学溶液酸性或碱性的标准。pH值范围从0到14,7的值被认为是中性的,小于7的酸性,大于7的碱性。
pH值是溶液氢离子浓度的负10进制对数(计算器上的“对数”)。要计算它,取给定氢离子浓度的对数,并反转符号。请参阅下面有关pH公式的更多信息。
下面是关于如何计算pH值以及pH值对氢离子浓度、酸和碱的意义的更深入的回顾。
有几种方法可以定义酸和碱,但pH值仅指氢离子浓度,适用于水(水基)溶液。当水离解时,它产生一个氢离子和一个氢氧化物。见下面的化学方程式。
H2O ↔ H+ + OH-当计算pH值时,请记住[]指摩尔浓度,M。摩尔浓度以每升溶液中溶质的摩尔数表示。如果给出的浓度单位不是摩尔(质量百分比、摩尔浓度等),请将其转换为摩尔浓度,以便使用pH公式。
pH值和摩尔浓度之间的关系可以表示为:
Kw = [H+][OH-] = 1x10-14 at 25°C for pure water [H+] = [OH-] = 1x10-7平衡方程得出以下pH值公式:
pH = -log10[H+] [H+] = 10-pH换句话说,pH是摩尔氢离子浓度的负对数,或者摩尔氢离子浓度等于负pH值的幂的10。在任何科学计算器上进行这种计算都很容易,因为它们通常有一个“日志”按钮。这与“ln”按钮不同,后者指的是自然对数。
如果您回忆起以下内容,可以轻松使用pH值计算pOH:
pH + pOH = 14如果你被要求求一个碱基的pH值,这是非常有用的,因为你通常会求pOH而不是pH值。
试着用这些例题来测试你对博士的知识。
计算特定[H+]的pH值。计算给定的pH值[H+]=1.4 x 10-5 M
答复:
pH=-log10[H+]pH=-log10(1.4 x 10-5)pH=4.85
根据已知pH值计算[H+]。如果pH值=8.5,则计算[H+]
答复:
[H+]=10 pH[H+]=10-8.5[H+]=3.2 x 10-9 M
如果H+浓度为0.0001摩尔/升,则确定pH值。
在这里,它有助于将浓度改写为1.0 x 10-4 M,因为这使得公式:pH=-(-4)=4。或者,你可以用计算器来计算日志。这将为您提供:
答复:
pH=-log(0.0001)=4
通常情况下,问题中没有给出氢离子浓度,但必须从化学反应或酸浓度中找到它。这种方法的简单性取决于你是强酸还是弱酸。大多数要求pH值的问题是强酸,因为它们在水中完全分解成离子。另一方面,弱酸只能部分解离,因此在平衡状态下,溶液中既含有弱酸,也含有它解离成的离子。
确定0.03 M盐酸溶液的pH值,HCl。
记住,盐酸是一种强酸,按1:1的摩尔比分解成氢阳离子和氯阴离子。因此,氢离子的浓度与酸溶液的浓度完全相同。
答复:
[H+]=0.03米
pH=-log(0.03)pH=1.5
当你进行pH值计算时,一定要确保你的答案有意义。酸的pH值应远小于7(通常为1至3),碱的pH值应较高(通常为11至13)。虽然理论上可以计算负pH值,但实际上pH值应该在0到14之间。这意味着pH值高于14表示设置计算或计算本身存在错误。
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