pH值計算 「酸」(acidity)，是測量H3O＋濃度， pH值 = - log10 氫離子莫耳濃度， 即pH＝－log〔H3O＋〕，

Presentation on theme: "pH值計算 「酸」(acidity)，是測量H3O＋濃度， pH值 = - log10 氫離子莫耳濃度， 即pH＝－log〔H3O＋〕，"— Presentation transcript:

1 pH值計算 「酸」(acidity)，是測量H3O＋濃度， pH值 = - log10 氫離子莫耳濃度， 即pH＝－log〔H3O＋〕，
現今已知傳統的強酸和強鹼在工業條件下(高溫高壓)所得的pH可能為負數亦可以超過14， 負數表示 <H+>濃度大於1。大於14表示<OH->濃度大於1。(其實 pH = 0 也是正常的 <H+> = 1 ) pH值可能會小於0或大於14 。

2 pH 值之範圍介於 0～14 之間， pH 值＝7時表中性，pH 值＞ 7為鹼性， ＜ 7為酸性； pH 值之單位是用對數表示， △pH ＝ 1其強度就差 10 倍， pH 3 就比 pH 4 酸性強了 10 倍。 牛奶略小於7，番茄汁略大於 4，醋約 3，檸檬汁為 2，一般雨水則為5 左右。

3 酸性、中性及鹼性溶液的〔H＋〕及〔OH－〕：
(1)若在純水中加入食鹽、糖等中性物質後。 〔H＋〕＝〔OH－〕＝ 10-7M。水溶液呈中性。 (2)若在純水中加入鹽酸、食醋等酸性物質後。〔H＋〕＞ 10-7M ＞〔OH－〕。 水溶液呈酸性性。 (3) 若在純水中加入氫氧化鈉、肥皂等鹼性物質後。〔H＋〕＜ 10-7M ＜〔OH－〕。 水溶液呈鹼性。

4 25℃ ex：0.01 M 的 HCl 水溶液，其 [H3O+]=？ [OH-]=？pH=？pOH=？ 解：
HCl 水溶液的解離方程式如下： HCl + H2O → H3O+ + Cl- 　　因 HCl 為強酸，所以完全解離， 　[H3O+] = 0.01 M = 10-2 M,  pH=2 　[OH-] = 10-14/10-2 = M,  pOH=12 　　　　 25℃ 　　　Kw = [H3O+]x[OH-] = M 　　　　　　pH + pOH = 14

5 思考： 10 -1M HCl溶液其pH值=1 10 -8M HCl溶液其PH值=? 講解： PH值就是酸鹼值，PH=7是中性（純水） ，PH>7是鹼性，PH<7是酸性。 PH值愈大，鹼性愈強，PH值愈小，酸性愈強。

6 分組討論： 在0.02mol/L的HCl溶液中，由水電離出來的[H+]爲多少？其pH值又是多少？
某溶液中由水電離産生的[H+]= 1 x 10-9mol/L，其溶液的pH值是多少？ NaOH溶液中由水電離産生的[OH-]= 1 x 10-9mol/L，其溶液的pH值是多少？ pH = 5的鹽酸用水稀釋10倍、100倍、10000倍，其溶液的pH值各爲多少？ 在pH=4的醋酸溶液中，其[OH-]濃度是多少？

7 ex： 下列物質的水溶液，何者的pH值＜７？ （１）ＮＨ3 （２）ＳＯ3　 （３）ＮａＨＣＯ3（４）Ｎａ2ＣＯ3 下列化合物何者加入純水中，會減少水溶 液中氫離子的濃度? （１）Ｎａ2ＣＯ3（２）ＣＨ3ＣＯＯＨ（３）ＣＯ2（４）ＮａＣｌ 。

8 深度講義 不同的酸有不同的解離常數，假設是單質子酸且完全解離，強酸強鹼強電解質鹽類 既每一個酸分子溶於水都解離出一個氫離子；
相同重量下，不同的密度會有不同的體積， 假設密度接近水=1的話，這樣一公噸的酸液約等 於一千公升的體積， 假設45%的氫氧化鈉是指重量百分比濃度45%。氫氧化鈉(sodium hydroxide)， 化學式為NaOH， 分子量40，密度2.13。

9 按照上述條件計算： pH=2 就是指氫離子濃度為 10-2 M， 1000公升的溶液中氫離子含量為 1000 L x 0
按照上述條件計算： pH=2 就是指氫離子濃度為 10-2 M， 1000公升的溶液中氫離子含量為 1000 L x 0.01 M = 10 mol 而假設氫氧化鈉也是完全解離，欲完全中和必須有等量的鹼， 溶液才會呈現中性的pH 7 即NaOH的含量也必須為 10 mol， 若1Kg 45%NaOH溶液含有 450g NaOH → 450/40 = mol 則 W x 45% / 40 = 10 mol W ≒ g 所以需要加入 克的 45% NaOH pH=2, [H+]=10^-2 1T=10^3L H+=[H+]*10^3L=10 mole 要中和10 mole H+, 要10 mole OH- NaOH 10 mole = 10*( )=400g 溶入45%, 需要總重400g/0.45=889g 所以加入45%氫氧化鈉溶液889g

10 下列哪一種酸液和同體積0.1M的NaOH溶液混合後可得較大的PH值? 甲. 0.1M H2SO4 乙.0.1M HCl
丙.0.1M HNO3 丁.0.1M CH3COOH PH值是衡量氫離子濃度的指數。 〔H＋〕＝ 10-n M ，PH ＝ n。 〔H＋〕：氫離子的容積莫耳濃度。 〔H＋〕＝ 10-3 M ，PH ＝ 3。 PH值不一定是整數，可以是小數。不一定是正數，可以是負數。 〔H＋〕＝ 3×10-3 M ，10-2＞3×10-3＞10-3 PH ＝2~3。

11 重點整理： 當在298K（25℃）的時候，水的離子積， Kw = [H+][OH-]=10-14 因為 log Kw = log [H+] + log [OH-]， 所以此時pOH=14－pH。 　2H2O →H3O+ + OH [H3O+] = [OH-] = 10-7 M (25。C) 　Kw = [H3O+]x[OH-] = M2 　　水溶液中，氫離子(H+或H3O+)與氫氧根離子(OH-)濃度關係： 　　酸性溶液－[H3O+] > 10-7 M > [OH-] 　　中性溶液－[H3O+] = 10-7 M = [OH-] 　　鹼性溶液－[H3O+] < 10-7 M < [OH-] 　　　Kw = [H3O+]x[OH-] = M2 pH 或 pOH 值的計算： 　　　　　pH = -log10[H3O+] 　　　　　pOH = -log10[OH-] 　　因 Kw = [H3O+]x[OH-] = M2，故： 　　　　　　pH + pOH = 14 　　水溶液中，pH 值與 pOH 值的關係如下： 　　　　酸性溶液－ pH < 7, pOH > 7  　　　　中性溶液－ pH = 7, pOH = 7  　　　　鹼性溶液－ pH > 7, pOH < 7

12 回家作業： pH=0的HCl溶液 1ml ， pH=13的NaOH溶液 10ml，兩者混合均勻，求溶液pH值? pH=2 H2SO4 100ml 和 0.02M NaOH溶液 50ml，兩者是否能完全中和? Na2SO4 的莫耳濃度=?M

13 參考資料 溶液的pH值 §13-3酸鹼的濃度 實驗十 八十六學年度大學入學考試化學科試題 2004年國際化學奧林匹亞競賽
九十二學年度台灣省南區數學及自然學科競賽化學科實驗試題