• 我要登录|
  • 免费注册
    |
  • 我的丁香通
    • 企业机构:
    • 成为企业机构
    • 个人用户:
    • 个人中心
  • 移动端
    移动端
丁香通 logo丁香实验_LOGO
搜实验

    大家都在搜

      大家都在搜

        0 人通过求购买到了急需的产品
        免费发布求购
        发布求购
        点赞
        收藏
        wx-share
        分享

         PH值与缓冲溶液-- 水的离子积和溶液的PH值

        互联网

        1680
        网络
         

         

        第三章 PH值与缓冲溶液

        溶液中进行的化学反应,特别是生物体内的化学反应,往往需要在一定的PH值条件下才能正常进行。人的各种体液都有一定的PH值,而且不容易改变,因此能保证人体正常的生理活动。人的体液之所以具有一定的PH值,是由于它本身就是缓冲溶液,具有抵抗外来少量强酸或强碱的能力,从而能够稳定溶液的PH值。学习本章的目的有三个:一是掌握PH值及其与溶液酸碱性的关系、酸碱指示剂理论;二是掌握配制缓冲溶液所需要的知识和方法;三是为后续课程学习有关体内酸碱平衡理论提供必要的基础知识。

        第一节水的离子积和溶液的PH值

        一、水的离子积

        水是一种既能释放质子也能接受质子的两性物质。水在一定程度上也微弱地离解,质子从一个水分子转移给另一个水分子,形成H3O+和OH-。

        达到平衡时,可得水的离解常数Ki

          或[H 2 O + ][OH - ]=K 1 [H 2 O] 2

          由于水的离解度极小,[HO]数值可以看作是一个常数,令K 1 [H 2 O] 2 等于另一新常数K w ,则

        [H 3 O + ][OH - ]=K w

          K w 称为水的离子积常数,简称水的离子积。上式表示在一定温度时,水中氢离子浓度与氢氧离子浓度的乘积为一常数(表3-1)。25℃时,由实验测出在纯水中[H3O+]和[OH-]各为1.0×10-‑7mol・L-1。通常将水合离子H3O+简写为H+,这样,在常温时:

        表3-1 不同湿度时水的离子积

        温度/℃

        KW

        I温度/℃

        KW

        0

        1.2×10-15

        50

        5.5×10-14

        10

        3.0×10-15

        60

        9.6×10-14

        20

        6.8×10-15

        70

        1.6×10-18

        25

        1.0×10-14

        80

        2.5×10-13

        30

        1.5×10-14

        90

        3.8×10-13

        40

        2.9×10-14

        100

        5.5×10-13

          K=1.undefined10 -7 ~undefined1.undefined10 -7 =1.undefined10 14

        [H + ][OH - ]=1.undefined10 -14 (3-2)

        由于水离解时要吸收大量的热,所以温度升高,水的离解度和KW也相应地增大。

        水的离子积原理不仅适用于纯水,也适用于一切稀的水溶液。在任何稀的水溶液中,不论[H+]和[OH-]怎样改变,它们的乘积总是等于KW。

        二、溶液的PH值

        在纯水或中性溶液中,25℃时

        当向水中加入酸时,溶液中[H+]就会增大,设达到新的平衡时该溶液的[H+]为1.0×10-2mol・L-1,因[H+][OH-]=1.0×10-14,则

        可见,在酸性溶液中,[H+]>1.0×10-7 mol・L-1,而[OH-]<1.0×10-7 mol・L-1.

        如果向纯水中加入碱时,溶液中[OH-]就会增大,设达到新的平衡时该溶液的[OH-]为1.0×10-2mol・L-1,同理计算出[H+]=1.0×10-12 mol・L-1。可见,在碱性溶液中[OH-]>1.0×10-7mol・L-1,而[H+]<1.0×10-7 mol・L-1。由上述三种情况可知:

        在纯水或中性溶液中 [H+]=1.0×10-7 mol・L-1=[OH-]

        在酸性溶液中[H+]>1.0×10-7 mol・L-1>[OH-]

        在碱性溶液中[H+]<1.0×10-7 mol・L-1<[OH-]

        当然,[H+]或[OH-]都可用来表示溶液中的中性、酸性或碱性,但实际应用中多采用[H+]来表示。但是,在生物学与医学上许多重要溶液的[H+]往往是一个很小的数值,而且带有负指数,用[H+]表示溶液的酸碱性不方便。例如,人的血液[H+]为0.0000000398mol・L-1,即3.98×10-8 mol・L-1,血液究竟是酸性还是碱性,不容易看清楚。索仑生(Sorensen)首先提出用PH值表示水溶液的酸碱性。

        溶液的PH值是氢离子浓度的负对数值。

          它的数学表示式为:pH=-lg[H + ]

          即      [H + ]=10- pH(3-3) 严格地说,考虑活度时:

        Pα+=lgαH+ (3-4)

        必须注意,PH值每相差一个单位时,其[H+]相差10倍;PH值相差二个单位时,[H+]相差100倍;依此类推。

        用PH值表示稀的水溶液的酸碱性,则有“

        在纯水或中性溶液中, [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,则酸性越强。

        在碱性溶液中, [H+]<1.0×10-7 mol・L-1 PH>7,PH越大,则碱性越强。

        和PH相仿,[OH-]和KW也可用它们的负对数来表示,即

          pOH=-lg[OH - ] (3-5)

        pK w =-lgK w  (3-6)

        由于在25℃时,[H+][OH-]=KW =1.0×10-14

        将方程两边取负对数,则得

        -lg[H + ]-lg[OH - ]=-lgK w =-lg1.undefined10 -14

         

        所以

          pH+pOH=pK w =14 (3-7)

        水溶液中[H+],[OH-],PH,POH值与溶液酸碱性的关系如表3-2。

        表3-2 [H+],[OH-],PH,POH

           

         

        ad image
        提问
        扫一扫
        丁香实验小程序二维码
        实验小助手
        丁香实验公众号二维码
        扫码领资料
        反馈
        TOP
        打开小程序