§5.2 水的解离平衡和溶液的pH
    水是生命之源，水是最重要的溶剂。许多生物、地质和环境化学反应以及多数化工产品的生产都是在水溶液中进行的。
    5、2、1 水的解离平衡
    在纯水中，水分子、水合氢离子和氢氧根离子总是处于平衡状态。按照酸碱质子理论，水的自身解离平衡可表示为：
    H2O （l）    H2O（l）    H3O （aq）   OH-（aq）
    酸1          碱2           酸2           碱1 
    简写为    H2O （l）    H  （aq）     OH-（aq）
    该解离反应很快达到平衡，平衡时H3O 和OH-的浓度很小。水的解离反应反应的标准平衡常数表达式为
    （5-1a）
    通常简写为
    （5-1b）
    称为水的离子积常数，下标 表示水。
    的意义为：一定温度时，水溶液中 和 、]之积为一常数，或者说水溶液不论是酸性或碱性，H 与OH-离子同时存在，且二者的浓度互成反比。
    25℃时， 。在稀溶液中，水的离子积常数不受溶质浓度的影响，但随温度的升高而增大。水的解离是比较强烈的吸热反应。根据平衡移动原理，不难理解水的离子积 随温度升高会明显地增大（表5-2）
    5、2、2 溶液的PH
    氢离子或氢氧根离子浓度的改变能引起水的解离平衡的移动。在纯水中， = ；如果在纯水中加入少量的HCl 或 NaOH形成稀溶液， 和 将发生改变。达到新的平衡时， ≠ ；但是，只要温度保持不变， 仍然保持不变。若已知 ，可根据式（5-1）求得 ；反之亦然。
    溶液中，H3O 浓度或OH-浓度的大小反映了溶液酸碱性的强弱。一般稀溶液中 和范围在（10-1～10-14） 之间。 与 是相互联系的，水的离子积常数正表明了二者间的数量关系。根据它们的相互联系可以用一个统一的标准来表示溶液的酸碱性。在化学科学中，通常习惯于以 的负对数来表示其很小的数量级。即
    pH ＝－lg 
    与pH对应的还有pOH，即
    pOH=－lg 
    25℃时，在水溶液中，
    
    将等式两边分别取负对数，得
    14
    令               
    则           
    pH是用来表示水溶液酸碱性的一种标度。pH愈小， 愈大，溶液的酸性愈强，碱性愈弱。溶液的酸碱性与 ，pH的关系可概括如下：
    酸性溶液    ＞1×10-7mol/L＞ ，pH＜7＜pOH
    中性溶液   =1×10-7mol/L= ，pH=7=pOH
    碱性溶液   ＜1×10-7mol/L＜ ，pH＞7＞pOH
    pH仅使用于表示 、 浓度在1 mol/L以下的溶液的酸碱性。如果 ﹥1 mol/L.则pH﹤0： ﹥1 mol/L.则pH﹥14。在这种情形下，就直接写出 、 的浓度。
    只要确定了溶液中的H3O 浓度，就能很容易地计算pH。实际应用中是用pH试纸和pH计测定溶液的pH，再计算H3O 或OH-浓度。
    例题5-1
    
    §5、3 弱酸、弱碱的解离平衡
    
    通常所说的弱酸和弱碱的基本存在形式为中性分子。它们大部分以分子存在于水溶液中，与水发生质子转移反应，只部分解离为阴、阳离子。通常所说的盐多数为强电解质，在水中完全解离为阳、阴离子，其中有些阳离子或阴离子与水也能发生质子转移反应，或者给出质子或者接受质子，称它们为离子酸或离子碱。另外，从每个酸（和碱）分子或离子能否给出（和接受）多个质子来划分：只能给出一个质子的，称为一元弱酸，能给出多个质子的为多元弱酸；只能接受一个质子的，称为一元弱碱，能接受多个质子的为多元弱碱；弱酸、弱碱在水溶液中的质子转移平衡完全服从化学平衡移动的一般规律，其标准平衡常数均小于1。