高中化学溶液的ph计算(十分钟学会高中化学pH速算方法)

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在上一篇文章中,我们从定性和定量两个方面讲述了溶液pH的计算与判断的方法(有兴趣的同学请点击下方蓝字可以查看)

一个公式 一张图,10秒钟搞定溶液pH的计算与判断

其中大多是判断浓度大小或呈酸碱性的问题,其应用范围有限,如果碰上类似下面的需要我们求数值的题型,我们该怎么快速解题呢?

我们先看例题:

1、已知CH3COOH的Ka值为1.8*10-5(10-4.75),求0.1mol/L的醋酸的pH。

2、已知0.1mol/L的HA的pH为2,求Ka。

通常,一般的解题思路就是根据pH=-lg(c(H )),然后根据各物料的浓度变化列出一元二次方程进行方程求解。其实,在山东、江苏和河南这些遍地学霸的省份,利用基本的公式进行各种推导、计算是他们的拿手好戏------“我们不产生公式,我们只是利用公式进行各种推导”,貌似他们也很喜欢这种做题方法。

我们来看一下这基础的解法:

高中化学溶液的ph计算(十分钟学会高中化学pH速算方法)(1)

这种解题思路平平无奇

这种基础的解法非常考验人的计算能力,看似简单,实则计算过程可能就是下图这样的:

高中化学溶液的ph计算(十分钟学会高中化学pH速算方法)(2)

在求离子浓度的过程中,因为数值太小及开根号的原因,计算量非常大。

在化学计算中,我们更多的是要用数学的思维,重在方法的应用而不是展现你的计算能力。

我们在第二步,用数学的方法进行如下图所示的转化,并推导出一个新的式子:

高中化学溶液的ph计算(十分钟学会高中化学pH速算方法)(3)

这个转化过程需要一定的数学功底,在化学中,我们会利用结论即可。

利用这个新的公式,我们也可以求出0.01mol/L的醋酸的pH=2.875(有兴趣的同学可以自己算一下,看看哪个效率更高一点)。

但是,这个公式是可以在任何条件下应用的吗?下面我们通过例题2来实战一下:使用两种方法解例题2,看看结果是否接近。

例题2,用两种方法计算出的结果分别是1/900和1/1000,两者的差距还是比较大的。这就可以看出,我们的转化后的公式的使用是受限的。那么它的适用范围是多少呢?总结前人经验的基础上,我们得出了如下结论:

适用范围:c0/Ki >400,且c0=1、0.1、0.01等的时候。

上面的过程是根据一元酸的电离过程来推导的,那是不是适用于其它物质呢?显而易见,肯定也是适用的,下面的公式请大家记住

一元酸:2pH=pKa pc0;一元碱:2pOH=pKb pc0;二元酸:2pH=pKa1 pc0;

一元盐:先判断酸碱性,判断出酸碱性之后按照一元酸(碱)的公式进行计算。

二元酸正盐:2pOH=pKh1 pc0

可以看出,多元酸、多元酸的正盐等物质pH的计算公式,都只是利用了第一步的电离(水解)常数。这也从另一个方面证实了:它们的pH往往只与第一步有关,第一步的电离(水解)就奠定了整个过程的基调

我们再来举个例子:

25℃时,0.1mol/LNa2CO3溶液的pH=11.6,求H2CO3的Ka2;

利用我们的公式,2pOH=pKh1 pc0的求解过程如下:

2*(14-11.6)=pKh1 1

pKh1=3.8,在利用公式Kw=Kh1*Ka2,可求得,Ka2=10-10.2(10的负10.2次方)。

大家可以找些真题来验证一下这些公式,多多练习,让你的解题速度飞起。

有兴趣的同学也可以看下我前期的文章,都是一些干货。

口诀法帮你迅速掌握比较粒子浓度大小的判断过程以及溶液中各类粒子浓度大小口诀的应用。

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