假设滴定引起浓度变化的速率恒定,可以列出方程
{c(HX+)−c(OHX−)=Δc0+vtc(HX+)⋅c(OHX−)=Kw
有非负解
c(HX+)=2Δc0+vt+(Δc0+vt)2+4Kw
于是根据定义,
pH=−lg(2Δc0+vt+(Δc0+vt)2+4Kw)
将其求导,得
dtdpH=−ln(10)(Δc0+vt)2+4Kwv
不难发现导函数有如下性质(不妨设 v>0,即酸滴碱):
导函数关于 t=−vΔc0 对称
这说明 pH-t 图象关于中和点对称。
t<−vΔc0 时,导函数的绝对值单调递增;t>−vΔc0 时,导函数绝对值单调递减
这说明中和之前 pH 的变化速度逐渐加快,中和之后 pH 的变化速度逐渐减慢。
t=−vΔc0 时,导函数取得最小值 −2ln(10)Kwv
说明中和时,pH 的变化速度最大。
由于 Kw≈10−7,因此此时导函数的绝对值可以非常大。