师：同学们，今天我们一起来学习高二人教版化学选修一第三章第二节水的电离与溶液的pH第二课时——溶液的酸碱性与pH 。通过本节课的学习，希望大家能够达成以下学习目标：一、掌握溶液的酸碱性与pH的关系；二、掌握测定溶液pH的方法，了解溶液pH的调控在工农业生产和科学研究中的重要作用；三、能进行溶液pH的简单计算，掌握用离子积常数及pH的公式来计算pH的方法，学会用模型解决问题。
我们知道，生活中常见物质的酸碱性各有不同。在工农业生产、科学实验，以及人们的生活和健康等方面，都与酸碱性密切相关。因此，测试和调控溶液的酸碱性，对医疗、生活、环保、农业生产和科学实验等都具有重要意义。今天，我们就一起对溶液的酸碱性与pH的知识展开学习。请同学们思考以下问题：酸性溶液中是否存在氢氧根离子？碱性溶液中是否存在氢离子？请试着解释原因。
上节课我们学习了水的电离平衡，知道水能发生微弱的电离，电离出氢离子和氢氧根离子。因此，在任何水溶液中都存在着氢离子和氢氧根离子。那么，溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度与溶液的酸碱性有什么关系呢？请试着分析下表中的情况。
在25摄氏度下，纯水中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，都等于10的 - 7次方摩尔每升，纯水显中性。若向纯水中加入少量盐酸，此时氢离子浓度增大，氢氧根离子浓度减小，氢离子浓度大于氢氧根离子浓度，溶液显酸性。若向纯水中加入少量氢氧化钠溶液，此时氢离子浓度减小，氢氧根离子浓度增大，氢离子浓度小于氢氧根离子浓度，溶液显碱性。
不难看出，溶液的酸碱性由溶液中氢离子浓度和氢氧根离子浓度的相对大小决定。在任意条件下，判断溶液酸碱性只能比较氢离子浓度和氢氧根离子浓度的相对大小。若溶液中氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，溶液呈中性；若溶液中氢离子浓度大于氢氧根离子浓度，溶液呈酸性，且氢离子浓度越大，酸性越强；若溶液中氢离子浓度小于氢氧根离子浓度，溶液呈碱性，氢氧根离子浓度越大，碱性越强。
水的离子积不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质溶液。在25摄氏度下，水的离子积等于10的 - 14次方。
在酸性溶液中，氢离子浓度大于氢氧根离子浓度，氢离子浓度大于10的 - 7次方；中性溶液中，氢离子浓度等于氢氧根离子浓度，氢离子浓度等于10的 - 7次方；在碱性溶液中，氢离子浓度小于氢氧根离子浓度，氢离子浓度小于10的 - 7次方。已知一定温度下水的离子积时，知道了溶液中氢离子浓度，就可以计算氢氧根离子的浓度，并判断溶液的酸碱性，反之亦然。
请同学们思考，当氢离子浓度或氢氧根离子浓度很小时，用氢离子或氢氧根离子浓度表示溶液的酸碱性方便吗？显然不太方便。那还可以用什么方法表示溶液的酸碱性呢？对于氢离子浓度或氢氧根离子浓度小于1摩尔每升的溶液，化学上常采用pH表示溶液的酸碱性。例如，25摄氏度下，酸性溶液的pH小于7，中性溶液的pH等于7，碱性溶液的pH大于7。
那么，pH与溶液中氢离子浓度有什么关系呢？化学上规定，pH表示氢离子浓度的负对数，表达式是pH = -lg[H?]，其中p代表浓度，H代表氢离子。从数学角度看，氢离子浓度越大，pH值越小。例如，在常温下，10的 - 5次方摩尔每升的盐酸溶液中，氢离子浓度是10的 - 5次方摩尔每升，pH = -lg（10的 - 5次方） = 5。在常温下，10的 - 5次方摩尔每升的氢氧化钠溶液中，氢氧根浓度是10的 - 5次方摩尔每升，氢离子浓度 = 水的离子积常数÷氢氧根离子浓度 = 10的 - 9次方摩尔每升，则pH = 9。
pH与溶液酸碱性的关系如下：在25摄氏度时，pH小于7，氢离子浓度大于1×10的 - 7次方摩尔每升，溶液呈酸性；pH等于7，氢离子浓度等于氢氧根离子浓度等于10的 - 7次方摩尔每升，溶液呈中性；pH大于7，氢离子浓度小于1×10的 - 7次方摩尔每升，溶液呈碱性。
综上，我们可以总结一下pH的意义：一、pH值越小，溶液的酸性越强；pH值越大，溶液的碱性越强。二、pH的取值范围通常是0 - 14，当溶液中氢离子浓度或氢氧根离子浓度在10的 - 14次方摩尔每升到1摩尔每升的范围内时，用pH表示溶液酸碱性比较方便。三、当氢离子浓度或氢氧根离子浓度大于1摩尔每升时，直接用离子浓度表示溶液酸碱性。
请同学们思考一下，pH等于7的溶液一定呈中性吗？不一定。常温时，pH等于7的溶液呈中性。温度高于常温时，水的电离程度增大，水的离子积常数大于10的 - 14次方。例如，100摄氏度时，水的离子积常数约等于10的 - 12次方，此时氢离子浓度等于氢氧根离子浓度等于1×10的 - 6次方摩尔每升，pH等于6的溶液呈中性，pH等于7的溶液呈碱性。请同学们注意，溶液的酸碱性只与氢离子浓度和氢氧根离子浓度的相对大小有关，这是判断溶液酸碱性的唯一标准，与pH无关。
同学们知道溶液pH值通常可以采用哪些方法测定呢？一般可以采用以下方法：一、酸碱指示剂法，通常只能用于定性测定；二、pH试纸法，通常用于粗略定量测定；三、用pH计测量，可以用于进行精密的定量测定。
下面介绍定量测定pH的方法。首先是pH试纸法，pH试纸是由多种酸碱指示剂的混合溶液浸渍晾干制成的，对不同pH的溶液可以显示不同的颜色。pH试纸标准比色卡如图所示。pH试纸有不同的种类，广泛pH试纸最常用的pH范围是1 - 14，可识别的pH差约为1。精密pH试纸范围较窄，可以判别0.2或0.3的pH差值。
那么怎么使用pH试纸进行测量呢？pH试纸的使用方法为：取一块pH试纸于干燥洁净的玻璃片或表面皿上，用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测液点在试纸上，当试纸颜色稳定后，迅速与标准比色卡对照读出pH值。
请同学们思考，如果用湿润的pH试纸检验待测液，对结果有什么影响？一定有误差吗？答案是，不一定有误差。若原溶液呈酸性，则结果偏大；若呈碱性，则结果偏小；若呈中性，则没有影响。
要精确测定pH，还可以使用pH计来测量。pH计的示数可以读至小数点后两位，量程通常为0 - 14。