水的电离和溶液的pH值.ppt

第二节水的电离和溶液的pH,一、水的电离,二、溶液的酸碱性和pH,2、溶液的酸碱性与pH的关系,包括：水电离的特点、水的离子积常数、影响水电离的因素,1、溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系,一、水的电离,我们已经知道，水是一种弱电解质。哪么，水的电离和其它弱电解质的电离有什么相同或不同之处呢？,思考：（1）已知(水)=1g/cm3，求水的物质的量浓度？,分析：c=n/V=,1g/cm31000mL,18g/mol,1L,=55.6mol/L,水电离的百分数,1107mol/L,55.6mol/L,100%,（2）通过精确的实验测得，在250C时，1L纯水中只有1107mol/L水电离，试计算此时水电离的百分数。,=1.8107%,问题：从上面的数据中你能得出什么结论？水的电离和其它弱电解质的电离有什么相同或不同点？写出水的电离方程式。,1、水的电离方程式,H2O,H+OH-,演示：水的电离,2、水电离的特点,(1)可逆、微弱与其它弱电解质相似,(2)水是一种极弱的电解质与其它弱电解质的区别。,3、水的离子积常数Kw,H2O,H+OH-,250C,10-7mol/L,10-7mol/L,c(H+)c(OH-)=Kcc(H2O)=Kw=110-14,H3O+OH-,H2O+H2O,Kc=c(H+)c(OH-)/c(H2O),Kw叫做水的离子积常数，简称水的离子积。,在一定温度时：水的浓度为常数。,分析表中的数据，有何规律，并解释之.,结论,1、Kw只与温度有关，温度越高，Kw越大。,2、水的电离是一个吸热过程。,4、影响水电离的因素,根据前面所学知识，水的离子积会受什么外界条件影响？,(1)温度对水的离子积常数的影响,因为水的电离过程是一个吸热过程，所以，当温度升高时，水的电离平衡向正反应方向移动，水电离出的c(H)和c(OH)增大，水的离子积增大。,问题与讨论,100时，水的离子积为10-12，c（H+）为多少？此时溶液是否为酸性？,左移,变大,变小,左移,变小,变大,250C时,110-14,(2)、酸、碱对水的电离平衡的影响,H2O,H+OH-,结论：,A、在酸、碱溶液中，水的电离平衡被破坏，但c(H+)c(OH-)不变.加入酸或碱都将抑制水的电离；,B、c(H+)与c(OH)成反比，c(H+)越小，c(OH)越大。,实验测得，100oC时，Kw=110-12,思考：100OC的水中，c（H+）=？,c(OH-)=？.,10-6mol/L,10-6mol/L,实验证明，Kw只与温度有关，而与溶液浓度无关。也就是说：在一定温度下的任何酸、碱、盐电解质的稀溶液中，即使H+或OH发生改变，水的离子积Kw也是一个不变的常数。在水溶液中加入酸、碱，水的电离平衡发生移动，但Kw不变。,室温下的水主要以何种形式存在？,1、在水中加入盐酸后，水的离子积是否发生改变？,2、在水中加入强碱后，水的离子积是否发生改变？,3、在酸碱溶液中水电离出来的H+和OH-是否相等？,4、100时，水的离子积为10-12，求H+为多少？,5、求1mol/L盐酸溶液中水电离出来的H+为多少？,6、在酸溶液中水电离出来的H+和酸电离出来的H+有什么关系？,交流研讨,HCl溶液中的电离情况：,HCl=H+Cl-,NaOH溶液中的电离情况:,NaOH=Na+OH-,二、溶液的酸碱性和pH,1、溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系,思考：盐酸溶液中有没有OH-？氢氧化钠溶液中有没有H+？氯化钠溶液中有没有H+，OH-？,NaCl溶液中的电离情况:,NaCl=Na+Cl-,任何水溶液中：无论是酸溶液中还是碱溶液中，都同时存在H+和OH-！只是相对含量不同，但它们在一定温度下都是定值！,思考：,酸性溶液：,c(H+)c(OH-),常温下：c(H+)10-7mol/L,碱性溶液:,c(H+)c(OH-),常温下：c(H+)10-7mol/L,pH1mol/L或小于10-14（c(OH-)1mol/L）时，使用pH更不方便。所以用物质的量浓度表示更好.pH一般表示1mol/L以下c(H+)的浓度.,pH越小酸性越强，碱性越弱,溶液的酸碱性-正误判断,1、如果H+不等于OH-则溶液一定呈现酸性或碱性。,2、如果H+/OH-的值越大则酸性越强。,3、任何水溶液中都有H+和OH-。,4、H+等于10-6mol/L的溶液一定呈现酸性。,5、对水升高温度电离度增大，酸性增强。,溶液的pH值正误判断,1、一定条件下pH值越大，溶液的酸性越强。,2、用pH值表示任何溶液的酸碱性都很方便。,3、强酸溶液的pH值一定大。,4、pH值等于6是一个弱酸体系。,5、pH值有可能等于负值。,6、pH值相同的强酸和弱酸中H+相同，物质的量浓度也相同。,3、pH值测定方法：,酸碱指示剂法、pH试纸法、pH计法等。,酸碱指示剂一般是弱的有机酸或弱的有机碱，他们的颜色变化是在一定的pH值范围内发生的。我们把指示剂发生颜色变化的pH值范围叫做指示剂的变色范围。,(1).定性测定：酸碱指示剂法.,以HIn代表石蕊分子：,HIn（红色）H+In-（蓝色）,【提问】：,测定溶液酸碱性的方法有哪些？,3.14.4,5.08.0,8.010.0,其中，pH计最精确。广泛pH试纸的误差是：1，精密pH试纸的误差是：0.1,（2）.定量测定：pH试纸法、pH计法等.,(1)pH试纸法：,【交流与讨论】：,能否直接把pH试纸伸到待测液中？是否要先湿润pH试纸后，再将待测液滴到pH试纸上？能否用pH试纸测出pH=7.1来？如用湿润的pH试纸检验待测液，对该溶液pH值的测定A.一定有影响B.偏大C.偏小D.不确定,a.试纸的使用方法:,用洁净、干燥的玻璃棒蘸取待测液滴在干燥的pH试纸上，试纸上显出颜色后马上跟标准比色卡相对比.,1.pH试纸使用操作中正确的是A.将pH试纸的一端浸入溶液，观察颜色的变化B.将pH试纸浸入溶液一会儿，再取出跟标准比色卡相比较C.用洁净的玻璃棒沾取被测溶液，滴在pH试纸上，颜色变化后与比色卡对照D.先将pH试纸用蒸馏水润湿，再用洁净的玻璃棒沾取被测溶液，滴在pH试纸上，颜色变化后与比色卡对照,【课堂练习】：,C,3.溶液中有关pH的计算.(见后面专题),2.某溶液取少量滴在pH试纸上，半分钟后，试纸呈深蓝色，此溶液中不可能大量共存的离子是A.PO43-B.HCO3-C.Al3+D.K+,BC,小结：,1、水是极弱的()，能电离出()和()，当向水中加酸时，水的电离平衡()，H浓度()OH浓度，当向水中加碱时，水的电离平衡()，H浓度()OH浓度.,2、在酸碱溶液中，水的电离平衡被破坏，但H+浓度与OH浓度的乘积()，等于()，溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系是(),3、若溶液的pH7，显()性，若溶液的pH7，显()性这一标准的适用温度是250C.在1000C时，Kw=10-12，pH=6为中性.,电解质的水溶液能够导电，经过28次蒸馏的纯水能够导电吗？,例1、计算0.01mol/l盐酸溶液的pH；计算0.01mol/lNaOH溶液的pH,pH=-lgc（H+）=-lg10-2=2,pH=-lgc（H+）=-lg,10-14,10-2,=12,练习：计算0.01mol/LH2SO4溶液的pH,pH值计算1酸、碱溶液的pH的计算,pH值计算2混合而不反应：强酸与强酸混合,例4：在25时，pH值等于1的盐酸溶液1L和pH值等于4的硫酸溶液1000L混合pH值等于多少？,解：,pH=-lgH+,=-lg（1101+1000104）/（1+1000）,=-lg2104,=4-lg2,=3.7,关键：抓住氢离子进行计算！pHc(H+)n(H+)/V(总)守恒！,练习：pH=2和pH=4的两种盐酸溶液等体积混合，求混合溶液的pH。,小结：当酸稀释时视水为另一种酸。,酸I+酸IIc(H+)=,pH值计算3混合而不反应：强酸与强酸混合,例5：在25时，pH值等于1的盐酸溶液和pH值等于4的硫酸溶液等体积混合pH值等于多少？,解：,pH=-lgH+,=-lg（1101+1104）/（1+1）,=-lg5102,=2-lg5,=1.3.,关键：（1）抓住氢离子进行计算！（2）当两者浓度相差较大（=100倍）时，可忽略稀溶液中的酸（或碱）的影响，视之为相对浓溶液的稀释，若为等体积混合，,则混合后溶液的：pH混=pH小+0.3,pH1=8的NaOH溶液与pH2=10的NaOH溶液等体积混合，求混合溶液的pH。,错解：c(H+)1=108mol/Lc(H+)2=1010mol/Lc(H+)混=(108+1010)/2=5.05109mol/LpH=9lg5.05=8.3,正解：c(H+)1=108mol/Lc(OH)1=106mol/Lc(H+)2=1010mol/Lc(OH)1=104mol/Lc(OH)混=(106+104)/2=5.05105mol/LpOH=5lg5.05=4.3pH=9.7,pH值计算4强碱与强碱混合,pH混=pH大-0.3,关键：碱混合时须抓住氢氧根离子进行计算！切记不可直接用c(H+)进行计算！,pH值计算4强碱与强碱混合,解：,=4-lg5,=3.3,例6：在25时，pH值等于9和pH值等于11的两种氢氧化钠溶液等体积混合pH值等于多少？,c(OH)=（1105+1103）/(1+1),pOH=-lgOH,pOH=-lg510-4,pH=14-pOH,=10.7,关键：（1）抓住氢氧根离子进行计算！（2）当两者浓度相差较大（=100倍）时，可忽略稀溶液中的碱的影响，视之为相对浓溶液的稀释，若为等体积混合，,则混合后溶液的：pH混=pH大-0.3,pH值计算5混合后反应：强酸与强碱混合酸过量,例7：在25时，100mlO.6mol/L的盐酸与等体积0.4mol/L的氢氧化钠溶液混合后,溶液的pH值等于多少？,解：,NaOH+HCl=NaCl+H2O,0.06,0.04,pH=-lgH+,=-lg0.02/（0.1+0.1）,=-lg101,=1,关键：酸过量抓住氢离子进行计算！,pH值计算6混合后反应：强酸与强碱混合碱过量！,例8：在25时，100mlO.4mol/L的盐酸与等体积0.6mol/L的氢氧化钠溶液混合后,溶液的pH值等于多少？,解：,NaOH+HCl=NaCl+H2O,0.04,0.06,关键：（1）碱过量抓住氢氧根离子进行计算！（2）酸过量抓住氢离子进行计算！（3）若为强酸强碱刚好完全中和：此时用水电离出的氢离子或氢氧根离子进行计算！切记此时不要算出酸碱完全中和，氢离子或氢氧根离子浓度为0，故算出pH值为1的错误结果！,=1,pOH=-lgOH,pOH=-lg0.02/(0.1+0.1),pH=14-pOH,=13,3、计算pH=2的H2SO4溶液中H+的浓度及溶液中OH-浓度。,公式：c(H+)=10-pH,解：因为c(H2SO4)=1/2c(H+)=0.510-2mol.L-1=510-3molL-1,又因为c(OH-)=KW/c(H+),所以c(OH-)=110-14/110-2=110-12molL-1.,练习:求pH=9的NaOH溶液中的c(OH-)及由水电离出的c(OH-)水,口答:已知1000C时,纯水的离子积为110-12,那么此时纯水的pH等于几?,问:若某溶液c(H+)=m10-nmolL-1,那么,该溶液的pH=_,练习:1、求0.05molL-1的H2SO4溶液的pH。,2、求0.5molL-1的Ba(OH)2溶液的H+浓度及pH.,n-lgm,溶液混合后pH的计算,D,1、将pH=8和pH=10的两种NaOH溶液等体积混合后，溶液中c（H+）最接近（）A、1/2（10-8+10-10）molL-1B、（10-8+10-10）molL-1C、（110-4+510-10）molL-1D、210-10,2、常温下，pH=4的HCl和pH=10的NaOH等体积混合，求混合液的pH。,讨论：(1)pH=5的盐酸和pH=10的NaOH等体积混合溶液显什么性？(2)pH=3的盐酸与pH=10的NaOH等体积混合后溶液显什么性？你从中可以找到什么规律？,小规律：强酸和