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主题：【讨论】pH值该不该有单位？

浏览0 回复73 电梯直达
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刘彦刚
pxsjlslyg
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2017/4/8 16:01:44 41楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 xx_dxd_xx(xx_dxd_xx) 发表:
这个问题要解释就有点复杂了，因为早期克分子的计量概念害了几代人。
克分子在初学的时候比mol来的直观，但是深究之后漏洞百出，所以最后淘汰了。
比如氢离子还原的电极反应，按早期读法，就是：2克分子的氢离子得到2克分子的电子，生成1克分子的氢气。然后通常都简化读成：2个氢离子得到2个电子生成1个氢气分子。
这样读似乎没问题。
但是问题来了，2个氢离子得到2个电子生成1个氢气分子的反应，对应的能量是多少焦耳？
热力学上算能量都是以1mol反应为基本单位的，所以在反应式中，不论原子、离子还是分子、电子，它们的单位都必须是mol。我们读反应的时候应该读作：2mol氢离子得到2mol电子生成1mol氢气分子。
你引的这个教材也没问题，n确实代表电子数。问题是你理解的电子数是指多少个电子，这就不对了。
在一个反应里面，反应物和产物的数量用mol做单位，你想必不会有异议。那么试想一下：2mol氢离子得到2个电子，这样理解难道不好笑吗？所以n的单位必须用mol。

这个问题明白了，单位问题自然就迎刃而解。
化学热力学是近代化学的重要理论基础，虽然看似与具体的工作关系不大，但很多问题从热力学的角度才能看得比较透彻。
非常感谢你给我如此祥尽的解释，使我对该问题有了些认识。到此我们的该问题的讨论可告一段落了，在此感谢所有参与和浏览的各位版友，没有大家的参与，质疑和指导，不可能使我有如此清晰的认识哦！感谢官人将我的该话题推荐为全站话题！要不，不可能有这么多良师益友参与和浏览哦！
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2017/4/8 16:07:40 Last edit by pxsjlslyg
qianguiyun1
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2017/4/8 16:48:03 42楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
应该是没有单位的
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zyl3367898
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2017/4/8 20:51:03 43楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
这个话题好，学了不少知识，感谢刘老师抛出的话题。
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刘彦刚
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2017/4/9 5:31:46 44楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
原文由 zyl3367898(zyl3367898) 发表:
这个话题好，学了不少知识，感谢刘老师抛出的话题。
可你是知道的在这里给出话题得有勇气，有很好的心理素质，真的内心要足够强大哦！何况我不是做话题，而是真正地在询求答案。我也怕收不了场，所以又在我的现实环境的周边向老师请教，我还是结合我审在线离子计校准规范展开的，问了我局质检所，刚引进的学化学的研究生如下三个问题。研究生就是研究生，三个问题都给了我很好的解答。
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刘彦刚
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2017/4/9 5:37:18 45楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
一问：pH值有单位吗？
研究生答：
（一）、我是这样认为的：不应该有单位。
（二）我的理论依据： 在化学科学中，通常习惯以c(H+)的负对数来表示溶液的酸碱性的一个数量级。即pH=-lg{ c(H+)/ cθ}。cθ是氢离子在标准状态下的浓度。热力学中对物质的标准状态作了规定，平衡时各物质均以各自的标准态为参考态，若某物质是液体，其浓度要除以标准状态下浓度值cθ（1mol/L）。所以在计算过程中，浓度单位均已约掉了，剩下的只是为数值。

我感谢说：你这样的回答真的是又简单，又好理解！而对于外行的我，是绕道到能斯特方程去证明的。
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2017/4/9 5:45:12 Last edit by pxsjlslyg
刘彦刚
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2017/4/9 5:43:40 46楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
二问：我是给全我们这里有版友好像问过：pH值出现负值怎么表达？我问的是pH值有负值吗？
研究生答：
我是这样认为的：pH无负值。
1）pH表示的是稀溶液的酸碱度，仅适用于c(H+)或c(OH-)在1mol/L以下的溶液的酸碱性。如果c(H+)大于1mol/L时，直接写出c(H+)或c(OH-)为多少，而不用pH表示。（《无机化学》高等教育出版社 第五章 酸碱平衡）
2）上述用pH表示的，为狭义上的酸碱度，考虑的是c(H+)或c(OH-)，此多为无机化合物范畴。还有一个广义上的酸碱度，几乎包括了所有的有机化合物和无机化合物，此为Lewis酸碱理论。其认为：凡是能接受电子的物质称为酸；凡是能够提供电子对的物质称为碱。
3）一般认为比100%的硫酸还强的酸称为超强酸，此时不是以电离多少氢离子和氢氧根离子为判定，而是以质子及电子的转移形成化学键了。一般来说，高浓度酸的酸度使用Hammett酸函数来表示，其与pH一样，也用负对数来表示即为Ho，此时Ho存在负值，100%的硫酸的Ho为-11.93，因此凡是小于-11.93的酸为超强酸，如HF、HCLO4。
我感谢说：是哦！你说的稀溶液，实际上就是水溶液，水的标准态不正是1mol/L吗！在这里最多也就是1mol/L的H+，全部电离也只能是1的对数，自然不可能为负哦！
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2017/4/9 5:50:46 Last edit by pxsjlslyg
刘彦刚
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2017/4/9 6:06:51 47楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
第三个问题是用二异丙胺碱化在线钠离子计被测溶液，是否相对影响被测液钠离子浓度？
研究生答：
1）二异丙胺  分子式 C6H15N 结构简式 (CH3)2CHNHCH(CH3)2，其为极性分子，此标准液主要介质为水，水也为极性分子，根据相似相容原理，二异丙胺是溶于水的，不会改变原溶液的体积，只会改变溶液中的溶质。
2）碱化过程。碱化过程即为去除氢离子的过程。
从两个层面理解。第一：去除氢离子的方面。二异丙胺的结构简式为 (CH3)2CHNHCH(CH3)2，N最外层有5个电子分布四周，与C C H 共用一个电子对外，扔有一对空闲电子对，可与溶液中的H+(无电子了)共用一个电子轨道，也就是说将溶液中的H+吸为自身的组成部分，称为(CH3)2CHNH2+CH(CH3)2。此过程二异丙胺相当于氢氧根离子了，类似酸碱中和反应，消耗了氢离子。
第二：从电子、质子方面。二异丙胺因有空闲电子对，可以提供电子对，是碱；溶液中的氢离子可以接受电子，是酸，酸碱中和了，消耗了氢离子。
我感谢并担心地说：这个问题对于我的知识面来说，真的很遥远了。但你讲得通俗易懂，好似认我有点明白。但我担心的是它捉了一个H+后离开了，还是留在了被测液中，这样会不会通过改变溶质，使被测液中的钠离子浓度相对发生变化哦？
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刘彦刚
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2017/4/9 6:15:11 48楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
碱化的背景材料：
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zengzhengce163
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2017/4/9 6:40:08 49楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
真没在意
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fengyonghe
fengyonghe
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2017/4/9 8:35:55 50楼 管理 分享 倒序浏览 只看楼主 回复 私聊
1，
PH= - lg(H+), 以每升水溶液中，氢离子浓度的数值取对数的负值作为PH值，因此PH值无量纲。
2，
水溶液的离子积等于10^-14 ，因此水溶液PH无负值。
水的标准态是55.55mol/L
假如水全部电离（实际不可能）则PH= - lg55.55= - 1.74  出现了负值，（实际不可能）
3，用能斯特公式证明 lg 值无量纲是对的（n无量纲，若n为 mol 则下面能斯特公式计算结果不是电极电位值 显然不对）
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2017/4/9 14:54:19 Last edit by fengyonghe
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