探究实验设计二十六：
溶液pH的测定
1．化学反应原理：在稀酸或稀碱溶液中存在如下等式：（单位：mol·L－1）
[H+][OH－]＝10－14
即：－lg[H+][OH－]＝14
由于H+浓度和OH－浓度的乘积是定值，故能用H+浓度表示稀酸或稀碱溶液中的酸碱度。
pH＝－lg[H+]
[H+]越大，[OH－]越小，pH数值越小，酸性越强；反之[H+]越小，[OH－]越大，pH数值越大，碱性越强。化学上，用不同的指示剂混合液浸泡试纸，晒干后制成pH试纸，它可以在不同酸碱度的溶液中显示不同的颜色。根据试纸的变色情况，与标准比色卡对照可测定出溶液的pH。
2．实验仪器：玻璃片、玻璃棒等。
实验药品：pH试纸、各种待测溶液等。
3．探究方案：
在玻璃片上放一小片pH试纸，用玻璃棒醮取待测溶液点在pH试纸上，把试纸显示的颜色与标准比色卡对照，即可得出等测溶液的pH。
⑴ 测定几种稀酸或稀碱的pH。可用0.1 mol·L－1的稀盐酸、0.001 mol·L－1的稀盐酸、0.1 mol·L－1 NaOH溶液、0.001 mol·L－1 NaOH溶液做待测溶液，测其pH。其pH分别为1、3、13、11。
⑵ 测定生活中一些物质的pH，如橘子汁、汽水、糖水、自来水、牛奶、唾液、番茄汁、草木灰浸出液、肥皂水、洗洁精等。
4．探究评价：
用pH试纸测溶液的pH值，虽然比较简单，但精度不高。要测定溶液精确的pH值，必须用pH计测定。用pH试纸测定溶液pH时，要注意以下几点：
⑴ pH试纸不能直接浸入待测溶液中，以防止试纸上的指示剂溶于待测溶液中，导致测试误差。同时也是保护待测溶液的要求。
⑵ 滴加待测溶液后，应立即与标准比色卡对照，以防因扩散、氧化等色素导致色调的变化，从而不能测出实际的pH。
⑶ 用于醮取待测液的玻璃棒，每测过一次溶液的pH值后，都要用蒸馏水冲洗干净，并用滤纸擦干，否则影响实验结果。
⑷ 若玻璃棒醮取溶液不方便，也可改为滴管滴加待测溶液，但只能滴一滴待测溶液。
⑸ 在标准比色卡中，相邻pH色调差异很小。因此比色时要认真对照。
5．资源开发：
⑴ 测农田土壤的pH：
在一块农田的不同部位分五处取出土样。为测定的准确性，取样时要避开住宅、粪堆、垃圾、水边，每处取相同的土样。再将土样均匀混合后。取2 g混合土样，加10 mL去CO2的蒸馏水，搅拌均匀后，静置30 min。另取一支玻璃棒醮取澄清的土壤浸出液滴在pH试纸上，然后把显示的颜色与标准比色卡对照，便得知土壤的pH值。
这一实验在农业上有重要意义，但若用广泛pH试纸，测定的结果误差很大，最好改用精密pH试纸（pH值在5.5－9.0之间）。
⑵ 测雨水的pH：
用一次性纸杯或截除上部的塑料饮料瓶制作成若干个雨水收集器，用蒸馏水清洗干净后，再用滤纸擦干。将雨水收集器放置在室外无遮挡的不同地方承接雨水，收集到适量雨水后，混合。稍静置后，用玻璃棒醮取雨水试样，滴在pH试纸上，与标准比色卡对照，就可以得出雨水的pH值。若pH＜5.6，则雨水为酸雨。
为实验的准确，该实验要多次测量，最后求出平均值。
由于方法pH试纸测定误差大，可改用精密pH试纸（测量范围在5.5－9.0之间）
⑶ 一些果汁的pH：
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果汁种类 |
柠檬 |
李子 |
柳丁 |
葡萄 |
葡萄柚 |
桃子 |
凤梨 |
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pH |
2.5 |
3 |
3.5 |
3.5 |
3.5 |
4 |
4 |
|
果汁种类 |
苹果 |
芒果 |
蕃茄 |
红龙果 |
西瓜 |
哈密瓜 |
|
|
pH |
4.5 |
5 |
5.5 |
6.5 |
6.5 |
6.5 |
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以上测得果汁的pH误差较大，而且会因水果的品种和采样的季节不同，稍有差异。仅供参考，请以实测为准。
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