关于此实验
使用四种不同的方法测试柠檬汁、牛奶、肥皂水和其他日常液体：广泛指示剂、石蕊试纸、酚酞和pH计。每种方法都能告诉你不同的信息。石蕊试纸只能判断酸性还是碱性；酚酞只在pH高于8.2时发生反应；广泛指示剂可给出整数级的估算值，而pH计能测出精确数值。切换到实验室溶液，稀释强酸、弱酸、强碱和弱碱，观察pH如何变化。
学习目标
- 使用pH标度将溶液分类为酸性、中性或碱性
- 比较石蕊试纸、酚酞、广泛指示剂和pH计各自能提供哪些信息
- 说明pH每变化一个单位，氢离子浓度就会变化十倍
- 展示强酸稀释十倍后pH升高一个单位，而弱酸的变化较小
使用方法
- 1选择广泛指示剂，测试五种家用液体。将每项结果记录在表格中。
- 2用石蕊试纸和酚酞测试相同的液体。哪些液体无法用这些指示剂区分？
- 3切换到 pH 计，检查你用广泛指示剂估算的结果。
- 4在“Lab solutions”中，分别测试浓度为 1、0.1、0.01 和 0.001 mol/L 的 HCl，然后用乙酸（醋酸，CH₃COOH）重复测试并进行比较。
模型
假设
- 家用液体是混合物，因此其 pH 值是典型值，而非计算值。实际样品的数值会有所不同。
- 实验室溶液的 pH 是在 25 °C 下假设理想行为，并根据完整的电荷平衡得出的。计算忽略了活度效应，而这一点在 1 mol/L 时影响最大。
- 指示剂颜色仅显示指示剂本身的颜色。实际测试中，可乐或咖啡等有色饮料可能会掩盖颜色变化。
- 石蕊在 pH 约为 4.5 至 8.3 时变色；酚酞从 pH 约为 8.2 开始变为粉红色。
在课堂上试试这个实验
- Q1柠檬汁的 pH 约为 2，黑咖啡的 pH 约为 5。柠檬汁中的 H⁺ 离子数量是黑咖啡的多少倍？
- Q2为什么酚酞在柠檬汁和纯水中会呈现相同的结果？
- Q30.1 mol/L 的盐酸和 0.1 mol/L 的乙酸浓度相同。为什么它们的 pH 值不同？
- Q4将 0.1 mol/L 的 NaOH 稀释 1000 倍。测试之前，先预测新的 pH 值。
常见问题
pH 7 意味着什么？
在 25 °C 时，pH 7 表示 H⁺ 和 OH⁻ 离子的浓度相等，因此溶液呈中性。低于 7 呈酸性，高于 7 呈碱性。
pH 可以低于 0 或高于 14 吗？
可以。浓度很高的强酸可能具有负 pH。0 到 14 的范围涵盖了学校和日常生活中常见的溶液。
为什么稀释酸永远不会使它变成碱性？
酸变得非常稀时，水本身产生的 H⁺ 会占主导，pH 会从低于 7 的一侧逐渐接近 7。加水不会使 OH⁻ 的量超过 H⁺。