1.1.1 解离常数的基本原理
氢离子浓度指数(hydrogen ion concentration)是指溶液中氢离子的总数和总物质的量的比。一般称为“pH”,而不是“pH值”,它的数值俗称“pH值”。表示溶液酸碱度的数值,pH=-log[H+]即所含氢离子浓度的常用对数的负值。
为了便于理解和说明pH,首先阐述一下水的电离和水的离子积常数。
水的电离: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:2H₂O≒H₃O⁺ + OH⁻,简写为H₂O≒H⁺ + OH⁻,是一个吸热过程。水的电离受温度影响,加酸加碱都能抑制水的电离。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。实验测得,25 °C时1L纯水中只有1×10⁻⁷ mol的水分子发生电离。溶液中的正负电荷需要保持平衡,所以由水分子电离出的H⁺和OH⁻数目在任何情况下总相等。25 °C时,纯水中[H⁺]=[OH⁻]=1×10⁻⁷ mol/L。
水的离子积常数:[H⁺]·[OH⁻]=KW,其中KW称作水的离子积常数,简称水的离子积;[H⁺]和[OH⁻]是分别是指整个溶液中氢离子和氢氧根离子的总物质的量浓度。KW只随温度变化而变化,是温度常数。如25 °C,[H⁺]=[OH⁻]=1×10⁻⁷ mol/L,KW =1×10⁻¹⁴;100 °C时,[H⁺]=[OH⁻]=1×10⁻⁶ mol/L,KW =1×10⁻¹²。
在25 °C时,纯水中[H⁺]=[OH⁻]=1×10⁻⁷ mol/L,所以纯水的pH=-log[H+]=-log(1×10⁻⁷)=7。假如溶液中[H⁺]>[OH⁻],则pH<7,溶液呈酸性;假如溶液中[H⁺]<[OH⁻],则pH>7,溶液呈碱性。溶液的酸碱性可以通过pH试纸进行测试,也可以通过pH计准确测定。
8 药物盐型思维导图