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在化学领域,pH值是衡量溶液酸碱程度的重要指标。对于纯水而言,其pH值在理论上是中性的,即pH 7。然而,温度会影响水的离子积,从而影响其pH值。本文将介绍如何计算在50度时纯水的pH值。 首先,我们需要了解几个基本概念。pH值是氢离子浓度的负对数,其计算公式为:pH = -log[H+]。对于纯水,在25度时,氢离子浓度大约为1.0 x 10^-7 mol/L,因此pH值为7。 当温度升高到50度时,水的电离程度会增加,导致氢离子浓度发生变化。水的离子积(Kw)是水自离子化产生氢离子(H+)和氢氧根离子(OH-)的浓度乘积,其值随温度变化。在50度时,水的离子积大约为5.5 x 10^-14。 由于纯水是中性的,氢离子浓度[H+]等于氢氧根离子浓度[OH-],因此我们可以通过以下步骤计算50度纯水的pH值:
- 使用水的离子积公式:Kw = [H+][OH-]。
- 由于[H+] = [OH-],我们可以将其简化为:Kw = [H+]^2。
- 解方程求得[H+]:[H+] = sqrt(Kw) = sqrt(5.5 x 10^-14) ≈ 7.42 x 10^-7 mol/L。
- 最后,应用pH计算公式:pH = -log[H+],代入求得的[H+]值,得到:pH ≈ -log(7.42 x 10^-7) ≈ 6.13。 总结来说,50度时纯水的pH值约为6.13,略低于25度时的7。这个计算结果强调了温度对水离子积以及pH值的影响。 需要注意的是,在实际操作中,可能还需考虑其他因素,如溶液的缓冲能力、仪器误差等,但以上计算提供了一个理论上的基本方法。