溶液pH計算方法

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　　摘要：pH計算問題是近幾年高考的熱點問題，為幫助學生全面的掌握這方面的問題，現對此進行歸納。關鍵詞：溶液pH;計算思路;計算核心;溶液中的c（H+）相對大小
　　1 單一溶液的pH的計算
　　酸性溶液，必先確定c（H+），再進行pH的計算。堿性溶液，必先確定c（OH-），可根據c（H+）·c（OH-）=Kw換算成c（H+），再求pH，或引用pH定義，由c（OH-）直接求POH，再根據pH+POH=PKw，換算出pH。
　　例1、求室溫下1.0×10-3mol/L的Ba（OH）2溶液的pH。解析：
　　由題意：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。
　　2 溶液稀釋后的pH的計算
　　2.1 強酸或強堿的稀釋
　　在稀釋強酸或強堿時，當它們的濃度大于10-5mol/L時，不考慮水的電離;當它們的濃度小于10-5mol/L時，應考慮水的電離。
　　如pH=6的鹽酸，稀釋100倍，稀釋后pH≈7（不能大于7）;pH=8的氫氧化鈉溶液，稀釋100倍，稀釋后pH≈7（不能小于7）;pH=3的鹽酸，稀釋100倍，稀釋后pH=5;pH=10的氫氧化鈉溶液，稀釋100倍，稀釋后pH=8。
　　例2、室溫時將pH=5的硫酸溶液稀釋1000倍后，則c（H+）：c（SO42-）是（）
　　A.2：1
　　B.21：1
　　C.20：1
　　D.22：1
　　解析：
　　pH=5時，c（H+）酸=1×10-5mol/L，c（SO42-）=5×10-6mol/L，稀釋1000倍后，由硫酸電離出的c（H+）酸=1×10-8mol/L，c（SO42-）=5×10-9mol/L，考慮水的電離受硫酸的抑制，設水電離出的c（H+）為xmol/L，故水電離出的c（OH-）也為xmol/L，根據水的離子積在室溫時為一常量，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-）=10.5×10-8mol/L：5×10-9mol/L=21：1。
　　故應選B。
　　2.2 弱酸或弱堿的稀釋
　　在稀釋弱酸或弱堿過程中有濃度的變化，又有電離平衡的移動，不能求得具體數值，只能確定其pH范圍。
　　如pH=3的醋酸溶液，稀釋100倍，稀釋后3<pH<5;pH=10的氨水，稀釋100倍，稀釋后8<pH<10;pH=3的酸溶液，稀釋100倍，稀釋后3<pH≤5;pH=10的堿溶液，稀釋100倍，稀釋后8≤pH<10。
　　例3、pH=11的氨水溶液和氫氧化鈉溶液，用蒸餾水稀釋100倍，二者的pH的關系是（）
　　A.氨水的pH大于氫氧化鈉的pH
　　B.氨水的pH小于氫氧化鈉的pH
　　C.都比原來小
　　D.氨水比原來的大，氫氧化鈉比原來的小
　　解析：
　　氨水為弱堿，氫氧化鈉為強堿，稀釋100倍之后，氨水的9<pH<11，而氫氧化鈉溶液的pH=9。
　　故選A、C。
　　3 溶液混合后的pH的計算
　　兩種溶液混合后，首先應考慮是否發生化學變化，其次考慮溶液總體積變化，一般來說溶液的體積沒有加和性，但稀溶液混合時，常不考慮混合后溶液的體積的變化，而取其體積之和（除非有特殊說明）。
　　3.1 兩強酸混合后的pH的計算
　　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的鹽酸和pH=2的鹽酸等體積混合后，溶液的pH最接近于（）
　　A.2.0
　　B.2.3
　　C.3.5
　　D.3.7
　　解析：
　　由題意pH=4的鹽酸，c（H+）1=1.0×10-4mol/L;pH=2的鹽酸，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。
　　故應選B。
　　3.2 兩強堿混合后的pH的計算
　　先求混合后的c（OH-）混，再間接求pH。即：c（OH-）混=[c（OH-）1×V1+c（OH-）2×V2]/（V1+V2）。
　　知識拓展—0.3規則（近似規則）
　　若兩種強酸溶液或兩種強堿溶液等體積混合，且其pH相差2個或2個以上時，混合液的pH有如下近似規律：
　　兩強酸等體積混合時，混合液的pH=pH小+0.3;
　　兩強堿等體積混合時，混合液的pH=pH大-0.3。
　　如上述例4若用0.3規則，就很方便，混合液的pH=pH小+0.3=2+0.3=2.3。
　　最后，在相關計算過程中，應遵守“酸按酸，堿按堿，同強混合在之間，異強混合看過量”。
　　參考文獻：
　　[1]馮起德，陳小英.現代教師自我發展叢書—教師的科學研究[M].長春：東北師范大學出版社出版，2002.
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