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探究溶液pH值

引言：在初中时，我们就学过，在溶液中电离时阳离子完全是氢离子且能使紫色石蕊试液变红的化合

物。电离时所有阴离子都是氢氧根离子的化合物。至于盐，是指一类金属离子或铵根离子与酸根离子

或非金属离子结合的化合物（即水溶液中或熔融状态下电离出金属离子和酸根离子的化合物）。我

们还学过，常温下，酸是pH值小于7的化合物，碱是pH值大于7的化合物。而盐则是pH等于7

的化合物。而事实上，当把pH试纸放入CuSO溶液中时，试纸显示它的pH值小于7；放在NaCO

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溶液中，pH值大于7。这是为什么呢？这与他们的定义不是相违背的吗？让我们一起来探究一下

吧！

关键词：pH值、水的电离、水的离子积常数、溶液酸碱性

一、理论解说：

1.pH值：学名氢离子浓度指数（hydrogenionconcentration）是指溶液中氢离子的总数

和总物质的量的比。它的数值俗称“pH值”。表示溶液酸性或碱性程度的数值，即所含氢离

子浓度的常用对数的负值。丹麦生物化学家泽伦森（Soernsen）在1909年用溶液H+浓度的

+

对对数数表表示，示，并并定义为定义为。数学上定义pH为氢离子浓度的常用对数负值，即：pH=-lg[H].

2.水的电离：

在标准温度(25℃)和压力下，pH=7的水溶液（如：纯水）为中性，这是因为水在标准温度和压力

-14

下自然电离出的氢离子和氢氧根离子浓度的乘积（水的离子积常数）始终是1×10，且两种离子

-7

的浓度都是1×10mol/L。pH值小说明H+的浓度大于OH-的浓度，故溶液酸性强，而pH值增大则

说明H+的浓度小于OH-的浓度，故溶液碱性强。所以pH值愈小，溶液的酸性愈强；pH愈大，溶液

的碱性也就愈强。通常pH值是一个介于0和14之间的数,当pH7的时候,溶液呈酸性,当pH7

的时候,溶液呈碱性,当pH=7的时候,溶液呈中性.但在非水溶液或非标准温度和压力的条件下，

pH=7可能并不代表溶液呈中性，这需要通过计算该溶剂在这种条件下的电离常数来决定pH为中性

的值。如373K（100℃）的温度下，pH=6为中性溶液，水的离子积常数：水是一种极弱的电解质，

+-

可以发生微弱的电离，其电离方程式为：HO+HO≒HO++OH-,简写为HO≒H+OH,是一个吸热过

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7

程.水的电离是水分子与水分子之间的相互作用而引起的，因此极难发生，大约55.5×10个水分

子中只有1个水分子发生电离。

-7+-

实验测得，25℃时1L纯水中