硫化氢水溶液的pH
怎样估算？

01　先确定计算对象

以下方法用于25℃、只含水和硫化氢的稀水溶液，给定含量须是液相中以H₂S计的总溶解硫化物含量。密度近似取1.00 kg/L，离子活度系数近似取1。

若给出的是气液两相物流的总组成，需先求水相溶解浓度；不能直接把总物流质量分数代入。氨、胺、碱及其他酸碱组分也会改变酸碱平衡。

02　质量分数换算浓度

以1 kg溶液为基准。令w为无量纲质量分数（百分数需先除以100），H₂S摩尔质量取34.08 g/mol。

C ≈ 1000w / 34.08　mol/L

这里使用了1 kg溶液约等于1 L的密度近似。如果密度ρ以kg/L计，则C＝1000ρw/34.08。

03　由电离平衡计算pH

H₂S ⇌ H⁺ ＋ HS⁻

25℃取一级电离pKₐ₁≈7.05，即Kₐ₁≈8.9×10⁻⁸。在酸性范围内，第二级电离及水自电离贡献很小，可先忽略。

令x＝[H⁺]，则Kₐ₁＝x²/(C−x)。当x远小于C时：

[H⁺] ≈ √(Kₐ₁C)
pH ≈ ½(pKₐ₁ − log₁₀C)

更精确的一级电离解为x＝(√(Kₐ₁²＋4Kₐ₁C)−Kₐ₁)/2，再取pH≈−log₁₀x；浓度按mol/L代入。

教学例：另设H₂S质量分数为0.010%，则C≈0.00293 mol/L，一级电离精确解给出pH≈4.79，电离比例约0.55%，弱酸近似适用。本例为教学设定，不代表任何实际装置物流。

04　结果怎样使用

计算值应记录为“25℃、纯水—H₂S体系的估算pH”。实际样品若逸出H₂S、与空气接触发生反应，或含其他酸碱物质，测得值可能改变。RBI输入还需核对所要求的是常温样品pH还是操作温度下水相pH。

pKₐ来源：The ionization constants of hydrogen sulphide from 20 to 90°C（1967），其公开摘要给出25℃pKₐ₁＝7.05。公式与教学数值为依质量守恒、电荷平衡和一级电离平衡推算。

知识点：质量分数换算 / 弱酸电离 / 计算温度与水相条件