溶液的酸碱性及pH值-基础化学

实验证明，不仅在纯水中［H+］和［OH-］乘积是一个常数，在以水作溶剂的溶液中也是如此。由此可知，在酸性溶液中不是没有OH-，只是含有的H+多一些；在碱性溶液中也不是没有H+，只是含有的OH-多一些。总之，不管稀溶液是酸性、碱性或中性，常温下，［H+］与［OH-］的乘积都等于1×10-14。

常温下，溶液的酸碱性与［H+］、［OH-］的关系可以表示为

中性溶液［H+］=［OH-］=1×l0-7mol/L

酸性溶液［H+］＞［OH-］，［H+］＞1×l0-7mol/L

碱性溶液［H+］＜［OH-］，［H+］＜1×l0-7mol/L

利用［H+］的大小，可以表示溶液的酸碱性。但是在稀溶液中，［H+］的数值很小，用物质的量浓度表示很不方便。因此，通常采用［H+］的负对数来表示溶液的酸碱性，这个值称为溶液的pH。

那么，溶液的pH与溶液中的［H+］又有什么关系呢？

例如，纯水的［H+］=1×l0-7mol/L，其pH=-lg（1×l0-7）=7；对于［H+］=1×l0-3mol/L的酸性溶液，则溶液pH=-lg（1×l0-3）=3；对于［H+］=1×l0-10mol/L，（［OH-］=1×l0-4mol/L）的碱性溶液，则溶液pH=-lg（1×l0-10）=10。因此，我们可以看出，中性溶液pH=7，酸性溶液pH＜7，碱性溶液pH＞7。显然，用pH表示溶液的酸碱性比用［H+］或［OH-］的大小表示要方便得多。

综上所述，我们可以得出［H+］和pH与溶液酸碱性之间的关系，如图5-3-1所示。

图5-3-1　［H+］和pH与溶液酸碱性之间的关系

由图可以看出，溶液的酸性越强，pH越小；溶液的碱性越强，pH越大。溶液的pH相差1个单位，［H+］就相差10倍。(www.xing528.com)

■生活中的化学

在日常生活中，人们总喜欢吃些水果，喝点饮料。那么，你知道它们的酸碱性吗？下表列出了几种常见水果和饮料的pH。

溶液pH的测定可采用酸碱指示剂，该法是利用某些有机弱酸或弱碱在不同pH的溶液里，能显示出不同颜色的性质来指示溶液的酸碱性。常见的酸碱指示剂及其变色范围如图5-3-2所示。

图5-3-2　常见酸碱指示剂及其变色范围

可以看出，如果用单一指示剂，只能粗略地了解溶液的pH。欲简便快捷地测定溶液的pH，可用pH试纸。pH试纸在不同酸碱条件下，显示出不同的颜色，与标准比色卡相对照，就可得出被测溶液的近似pH。

■资料卡片

pH试纸是将试纸用多种酸碱指示剂的混合溶液浸透，经晾干制成的。由于它对不同pH的溶液能显示出不同的颜色，因此，常用来迅速判断溶液的酸碱性。常用的pH试纸有广泛pH试纸和精密pH试纸。广泛pH试纸的pH范围是1～14或0～10，可以识别的pH差值约为1；精密pH试纸的pH范围较窄，可以判断0.2或0.3的pH差值。

此外，如果需要准确测量溶液的pH，可使用比较精密的pH计——酸度计（图5-3-3）。

图5-3-3　酸度计