怎么理解往冰醋酸里加水，溶液pH的变化？ 第1页

在该问题的讨论中，我们要提到两个关键的概念：

1. pH的定义
2. 质子自递反应（Autoprotolysis）

1. pH的定义

pH的定义最早于1909年由丹麦化学家瑟伦·索伦森（S. P. L. Sørensen）提出^[1]——pH用来描述溶液的酸碱性，就是水溶液中氢离子浓度的自然对数的负数。

随着研究体系的越来越多，非水溶剂也日益重要。而对于非水溶剂中的反应，也需要描述酸碱性这种性质——所以pH也在非水溶剂中应用。可是，在其他非水溶剂中是否存在氢离子呢？

实际上，在水溶液中也并不是裸露的氢离子，而是水合氢离子（ ）；而在其他的非水溶剂中也是溶剂合氢离子。这时候让我们引入第二个概念——质子自递反应（Autoprotolysis）。

2. 质子自递反应（Autoprotolysis）

质子自递反应（autoprotolysis）是指氢离子在两个相同分子之间转移的现象，其中一个是布朗斯特酸，释放质子，另一个是布朗斯特碱，接受质子^[2]。例如在水的电离中，水就产生了质子自迁移反应：

；

这也是为什么纯水中也有氢离子和氢氧根离子；而这个反应的平衡常数等于 ，意味着中性水溶液中 ，这也是为什么纯水溶液的pH等于7

相应的，对于其他的非水溶剂，比如说乙醇、冰醋酸等，甚至无水硫酸，都有这样的反应^[1]。

乙醇；

冰醋酸；

无水硫酸；

那么在这些非水溶剂中，pH的定义则是把水合氢离子替换成相应的溶剂合氢离子。那么对于纯的冰醋酸来说，就是 的浓度，其pH应该是等于7.2的

所以往冰醋酸中加水的这个过程，我们可以分成两个阶段——

第一个阶段：随着水的加入，溶液逐渐从非水溶液变成水溶液；此时pH会从最初的7.2大幅度降低。这样的pH改变的本质原因是，pH的定义方法的改变——从 的浓度变成 的浓度。

第二个阶段：随着更多水的加入，pH的定义不变，但是醋酸的浓度降低，所以使得pH升高，直至最终接近中性（pH=7）。

至此，我已经解释完毕了你们讲义上的图像。不过我需要指出，最初的 时的pH值应该等于7.2的

参考

1. ^^abS. Głąb, M. Maj-Żurawska, A. Hulanicki, pH☆, Reference Module in Chemistry, Molecular Sciences and Chemical Engineering, Elsevier, 2013, ISBN 9780124095472 https://doi.org/10.1016/B978-0-12-409547-2.00401-7
2. ^ https://zh.wikipedia.org/wiki/%E8%B3%AA%E5%AD%90%E8%87%AA%E9%81%B7%E7%A7%BB%E5%8F%8D%E6%87%89