溶液的酸碱性与pH值

溶液的酸碱性与pH值

摘要：水溶液中的离子平衡体系中，溶液的酸碱性和pH值是高中化学学习和考查的重难点，其涉及到溶液中各组分（多种离子和分子）浓度C、溶液的pH值和各成分的平衡常数K等等。本文着重探究水溶液中C(H+)、C(OH-)的相对大小，并由此来确定溶液的酸碱性、计算溶液的pH值。

关键词：水溶液；酸碱性；pH值

在弱电解质和水的电离的基础上，我们重点学习了对应的平衡常数和对其电离的影响外因。在电解质溶液中一定存在对应的离子，一定存有水电离出来的H+和OH-，那么，由溶液中的离子浓度和pH能否确定其溶液的酸碱性呢？对此，我提出以下两个问题，供师生参考和探究，敬请批评指正。

1、某溶液中C(H+)=10-6mol/L，该溶液一定为酸性吗？

2、某溶液的pH=7，该溶液一定为中性吗？

溶液中C(H+)=10-6mol/L，那么C(OH-)又是多大呢？溶液的酸碱性及对应的pH又如何判断和计算？pH=7的溶液一定呈中性吗？那么，一种溶液的酸碱性到底如何确定？这就需要用本节课的知识点来解答。

其实，一种溶液的酸碱性取决于溶液中C(H+)和C(OH-)的相对大小。当C(H+)C(OH-)溶液呈酸性；C(H+)=C(OH-)溶液呈中性；C(H+)C(OH-)溶液呈碱性，即谁大显谁性。根据水的离子积常数Kω=C(H+)·C(OH-)，且Kω随着温度的升高而增大。[25℃，Kω=10-14，℃，Kω=10-12]同时，pH值可以定义为溶液中氢离子浓度的负对数，即为pH=-lgC(H+)，为此可以推及出pOH=-lgC(OH-)，再对Kω=C(H+)·C(OH-)两边同时取负对数，即为-lgKω=-lg[C(H+)·C(OH-)]=-lgC(H+)-lgC(OH-)，-lgKω=pH+pOH=常数。

首先，看第一个问题：由Kω=C(H+)·C(OH-)，C(H+)=10-6mol/L，得出C(OH-)=Kωmol/L，当溶液呈酸性，C(H+)C(OH-)，10-6Kω，Kω10-12mol/L，溶液的温度小于℃。即当温度低于℃该溶液呈酸性。

当溶液呈中性，C(H+)=C(OH-)，10-6=Kω，Kω=10-12mol/L，溶液的温度为℃。即当温度为℃该溶液呈中性。

当溶液呈碱性，C(H+)C(OH-)，10-6Kω，Kω10-12mol/L，溶液的温度大于℃。即当温度高于℃该溶液呈碱性。

所以，某溶液中C(H+)=10-6mol/L，该溶液可能呈酸性、中性或碱性，其主要取决于溶液的温度。

那么，第二个问题：由-lgKω=pH+pOH

当溶液呈酸性，C(H+)C(OH-)，-lgC(H+)-lgC(OH-)，pHpOH，pH-lgKω-pH，pH-1/2·lgKω。

当溶液呈中性，C(H+)=C(OH-)，-lgC(H+)=-lgC(OH-)，pH=pOH，pH=-lgKω-pH，pH=-1/2·lgKω

当溶液呈碱性，C(H+)C(OH-)，-lgC(H+)-lgC(OH-)，pHpOH，pH-lgKω-pH，pH-1/2·lgKω。

某溶液的pH=7，其溶液的酸碱性如何判断呢？

当pH-1/2·lgKω，即-1/2·lgKω7，lgKω-14，Kω10-14，溶液呈酸性，溶液温度低于25℃。

当pH=-1/2·lgKω，即-1/2·lgKω=7，lgKω=-14，Kω=10-14，溶液呈中性，溶液温度等于25℃。

当pH-1/2·lgKω，即-1/2·lgKω7，lgKω-14，Kω10-14，溶液呈碱性，溶液温度高于25℃。

所以，某溶液的pH=7，该溶液可能呈酸性、中性或碱性，其主要取决于溶液的温度。

结论

溶液的酸碱性与pH值是在温度确定溶液里，确保Kω保持不变的条件下，由溶液中C(H+)、C(OH-)的相对大小决定的并与对应溶液中C(H+)或C(OH-)的负对数计算所得到的pH或pOH数值。

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