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酸、碱和盐稀释和混合时的pH变化

酸、碱和绝大多数盐都是电解质,除强酸强碱盐由于本身不含水解离子,不会影响水的电离平衡,其盐的水溶液稀释前后也不改变,室温条件下均为7。因此本文讨论范围限定在酸、碱和可水解的盐。

1、酸稀释时溶液的pH变化

pH概念为溶液中氢离子浓度的负对数之值。应当分为强酸和弱酸两类进行讨论。强酸是100%电离,没有储备。因此每稀释10倍,溶液的pH值就向7的方向增加1。但是在接近7时,不能认为还可以增加1因为酸稀释,最终只能接近7,永远不可能达到7,当然更无可能跨过7。对于弱酸,由于仅仅是少部分电离,如最强的弱酸氢氟酸在常见浓度条件下,电离度只有10%。因此主要是以分子形式存在。这样一来,弱酸稀释时影响氢离子浓度即溶液pH的因素就有两个。一是弱酸电离程度加大,电离出来的氢离子数目增多,这一条会使得溶液中氢离子浓度增大;另一方面是稀释导致溶液体积增大,使得氢离子浓度减小。两因素相比,后者稀释体积效应明显大于前者电离程度增大的作用。因此弱酸稀释同样会使溶液pH向7移动,只不过移动程度相对于强酸要小。强酸稀释到原来浓度的十分之一,pH变化为1(原溶液接近7时除外),弱酸则一定小于1。至于有无稀释之后氢离子浓度增大的情况,确实还有,例如冰醋酸加水、浓硫酸加水,在很少水时,确实是氢离子浓度增大,但是由于特殊,因此高考命题和其他命题均予以回避。

碱溶液的稀释强碱类似于强酸、弱碱类似于弱酸,不同的是,由于强碱都是固体,不存在稀释时强酸的那种氢离子浓度增大的情况。

能水解的盐溶液稀释类似于相应的弱酸或者弱碱,即稀释可以促进水解的趋势,但是同样理由,这种增加的趋势,不足以抵消溶液体积增大的程度,即原水解呈碱性,尽管从如电解质的电离,会随着溶液稀释,电离程度增大,但是溶液体积增大的作用更强,最终使得溶液的酸性或者碱性一定减弱。

2、酸溶液和碱混合

分强强混合和强弱混合两大类,强弱混合比较复杂,其溶液pH讨论限于大体定性,定量计算不在高考范围之内,这里不讨论。强强混合溶液pH计算依据等物质的量恰好中和的计算原则,再按照量多的一种物质剩余量被总体积去除。即首先判断何者过量,然后以过量的这种酸(或碱)溶液被加合后的溶液体积去除,得到相应离子浓度,确定溶液pH。值得注意的是,如果是碱过量,一定是呈碱性。必须通过氢氧根离子浓度,依水的离子积常数,求得氢离子浓度,最后通过取对数计算得到混合液pH。碱过量时因为是氢氧根离子起主导作用,氢氧根离子即碱的量决定氢离子浓度。所以这时直接用氢离子计算一定错误。

(责任编辑:化学自习室)
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