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水的離子積和溶液的pH值(離子積,PH值,應用) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
來源:醫(yī)學全在線 更新:2007-9-2 醫(yī)學論壇 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
二、溶液的PH值 在純水或中性溶液中,25℃時
當向水中加入酸時,溶液中[H+]就會增大,設達到新的平衡時該溶液的[H+]為1.0×10-2mol·L-1,因[H+][OH-]=1.0×10-14,則 可見,在酸性溶液中,[H+]>1.0×10-7 mol·L-1,而[OH-]<1.0×10-7 mol·L-1. 如果向純水中加入堿時,溶液中[OH-]就會增大,設達到新的平衡時該溶液的[OH-]為1.0×10-2mol·L-1,同理計算出[H+]=1.0×10-12 mol·L-1?梢,在堿性溶液中[OH-]>1.0×10-7mol·L-1,而[H+]<1.0×10-7 mol·L-1。由上述三種情況可知: 在純水或中性溶液中 [H+]=1.0×10-7 mol·L-1=[OH-] 在酸性溶液中[H+]>1.0×10-7 mol·L-1>[OH-] 在堿性溶液中[H+]<1.0×10-7 mol·L-1<[OH-] 當然,[H+]或[OH-]都可用來表示溶液中的中性、酸性或堿性,但實際應用中多采用[H+]來表示。但是,在生物學與醫(yī)學上許多重要溶液的[H+]往往是一個很小的數(shù)值,而且?guī)в胸撝笖?shù),用[H+]表示溶液的酸堿性不方便。例如,人的血液[H+]為0.0000000398mol·L-1,即3.98×10-8 mol·L-1,血液究竟是酸性還是堿性,不容易看清楚。索侖生(Sorensen)首先提出用PH值表示水溶液的酸堿性。 溶液的PH值是氫離子濃度的負對數(shù)值。 它的數(shù)學表示式為:pH=-lg[H+] 即 [H+]=10-pH(3-3)嚴格地說,考慮活度時: Pα+=lgαH+ (3-4) 必須注意,PH值每相差一個單位時,其[H+]相差10倍;PH值相差二個單位時,[H+]相差100倍;依此類推。 用PH值表示稀的水溶液的酸堿性,則有“ 在純水或中性溶液中, [H+]=1.0×10-7 mol·L-1 PH=7 在酸性溶液中, [H+]>1.0×10-7 mol·L-1 PH<7 ,PH越小,則酸性越強。 在堿性溶液中, [H+]<1.0×10-7 mol·L-1 PH>7,PH越大,則堿性越強。 和PH相仿,[OH-]和KW也可用它們的負對數(shù)來表示,即 pOH=-lg[OH-] (3-5) pKw=-lgKw (3-6) 由于在25℃時,[H+][OH-]=KW =1.0×10-14 將方程兩邊取負對數(shù),則得 -lg[H+]-lg[OH-]=-lgKw=-lg1.0*10-14
所以 pH+pOH=pKw=14 (3-7) 水溶液中[H+],[OH-],PH,POH值與溶液酸堿性的關(guān)系如表3-2。 表3-2 [H+],[OH-],PH,POH值與溶液酸堿性的關(guān)系
在實際應用中,PH值一般只限于0-14范圍內(nèi)。當 [H+]或[OH-]大于(即100)時,就不再采用PH值,而仍用[H+]或[OH-]表示溶液的酸堿性。 必須注意,用PH值表示的是溶液的酸度或有效酸度而不是酸的濃度。酸度或有效酸度是指溶液中H+濃度,嚴格地說是指H+的活度,是指已離解部分酸的濃度。酸的濃度也稱總酸度或分析濃度,它是指在1升溶液中所含酸的物質(zhì)的量,包括已離解和未離解兩部分酸的總濃度,其大小要用滴定分析來確定。酸度或有效酸度則用PH試紙或PH計來測定。潛在酸度是指未離解部分的濃度,即總酸度與有效酸度之差。例如,0.01mol·L-1HCL和0.01 mol·L-1HOAc的濃度相同,但有效酸度不同。0.01 mol·L-1HCL溶液總酸度為0.01mol·L-1,其有效酸度[H+]也是相同數(shù)值,25℃時,總酸度為0.01 mol·L-1的HOAc溶液,其有效酸度[H+]則僅為4.2×10-4mol·L-1。 例1 分別求出0.1mol.L-1 HCl溶液和0.01mol.L-1 HOAc溶液的pH值,已知其[H+]分別為0.01mol.L-1和4.2*10-4mol.L-1。 解:HCl溶液的pH=-lg0.01=-lg10-2=2.0 HOAc溶液的pH=-lg(4.2*10-4) =[0.62+(-4)] =3.38 例2 已知某溶液的pH=4.60,計算該溶液的氫離子濃度。 解:-lg[H+]=pH=4.60 lg[H+]=4.60=-5+0.40=5.40 查0.4的反數(shù)為2.512,故 [H+]=2.512*10-5mol.L-1
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文章錄入:凌云 責任編輯:凌云 | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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