水的电离平衡.ppt

第二节水的电离和溶液的酸碱性 一 水的电离 水是一种极弱的电解质精确的导电性实验表明 纯水大部分以分子的形式存在 但其中也存在着极少量的H3O 和OH 水中存在着微弱的电离 H2O H2OH3O OH 简写为 H2OH OH 水的离子积 KW 水达到电离平衡时 也存在着电离常数因水的电离极其微弱 在室温下55 6molH2O中只有1 10 7molH2O电离 c H2O 可视为常数 上式可表示为 c H c OH K电离 c H2O KW 水的离子积 KW 水的离子积KW可由实验测得 也可通过计算求得 由上表可知 随着温度的升高 水的离子积增大 一般在室温下 忽略温度的影响 思考与交流 根据室温时水的电离平衡 运用平衡移动原理分析下列问题 1 酸或碱的稀溶液的密度与纯水相近 1L酸或碱的稀溶液约为1000g 其中 H2O的物质的量近似为1000g 18g mol 55 6mol 此时 发生电离的水是否仍为纯水状态时的1 10 7mol 因酸电离出来的H 或碱电离出来的OH 对水的电离有抑制作用 所以发生电离的水的物质的量小于纯水状态时的1 10 7mol 思考与交流 2 比较下列情况下 c H 和c OH 的值或变化趋势 增加或减少 10 7mol L 10 7mol L c H c OH 变大 变小 c H c OH 变小 变大 c H c OH 3 酸性溶液中是否有OH 存在 碱性溶液中是否有H 存在 溶液的酸碱性与c H 的关系 c H c OH 1 10 7 中性 c H c OH 1 10 7 酸性 c H c OH 1 10 7 碱性 水的离子积常数总结 Kw c H c OH 1 表达式 注 常数无单位 KW叫做水的离子积常数 简称水的离子积 特别提示 此时的c H 和c OH 是溶液中的总量 2 影响KW的因素 KW只是温度的函数 与浓度无关 温度升高 KW值增大 在任何水溶液中 均存在水的电离平衡 也就是任何水溶液中都是H OH 共存的 任何水溶液中都存在Kw c H c OH Kw25 10 14 含有H 的溶液一定是酸 含OH 的溶液一定是碱吗 如 KW25 10 14KW100 10 12 二 溶液的pH 1 pH的定义 pH lgc H 例 c H 0 001mol LpH lg0 001 3例 c OH 0 01mol Lc H 1 10 14 10 2 1 10 12mol LpH lg1 10 12 12 溶液的pH 2 pH的适用范围c H 1mol L和c OH 1mol L的稀溶液 3 pH的意义 常温 中性 溶液的pH 正误判断 1 一定条件下pH越大 溶液的酸性越强 2 用pH表示任何溶液的酸碱性都很方便 3 强酸溶液的pH一定大 4 pH等于6是一个弱酸体系 5 pH有可能等于负值 6 pH相同的强酸和弱酸中c H 相同 物质的量浓度也相同 若定义 pOH lgc OH pKw lgKw则室温下在同一溶液中 pH pOH与pKw之间有什么关系 lgKw lgc H c OH pKw pH pOH因室温下Kw 1 10 14所以 pH pOH 14 思考与练习 溶液的pH 4 pH的测定方法一 用pH试纸测定使用方法 用玻璃棒蘸待测液点在pH试纸上 然后与标准比色卡比较 广泛pH试纸只能得到整数值 精密pH试纸可以精确到0 1 pH试纸不可润湿 否则有可能将待测液稀释了 广泛pH试纸 精密pH试纸 溶液的pH 4 pH的测定方法二 用pH计测定 pH计算1 酸的稀释 例题 在25 时 pH等于2的盐酸溶液稀释到原来的10倍 pH等于多少 稀释到1000倍后 pH等于多少 解 pH lgc H lg10 2 10 lg10 3 3 此时不能忽视H2O的电离产生的H 设水产生的c H c OH x 则有 10 8 x x 10 14x 0 95 10 7mol Lc H KW c OH pH lg10 14 0 95 10 7 14 8 0 98 6 98 由HCl产生的c H 10 5 1000 10 8mol L 在25 时 pH等于5的盐酸溶液稀释到原来的1000倍后 pH等于多少 解 pH lgc H lg10 2 1000 lg10 5 5 pH计算2 碱的稀释 例题 在25 时 pH等于9的强碱溶液稀释到原来的10倍 pH值于多少 稀释到1000倍后 pH等于多少 解 c OH 10 5 10 10 6 pH lgc H lgKW c OH lg10 14 10 6 8 c OH 10 5 1000 10 8mol L 设溶液中c H x 则有 x x 10 8 10 14解得 x 0 95 10 7mol LpH lg0 95 10 7 8 0 98 7 02 lg10 8 pH计算3 强酸与强酸混合 例题 在25 时 pH等于1的盐酸溶液1L和pH等于4的硫酸溶液1000L混合pH等于多少 解 pH lgc H lg 1 10 1 1000 10 4 1 1000 lg2 10 4 4 lg2 3 7 关键 抓住氢离子进行计算 pH计算4 强碱与强碱混合 解 4 lg5 3 3 例题 在25 时 pH等于9和pH等于11的两种氢氧化钠溶液等体积混合pH等于多少 OH 1 10 5 1 10 3 1 1 pOH lgc OH pOH lg5 10 4 pH 14 pOH 10 7 关键 抓住氢氧根离子离子进行计算 pH计算5 强酸与强碱混合 例题 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等于多少 解 NaOH HCl NaCl H2O c H 0 06 0 04 mol 0 1 0 1 L 0 1mol L n NaOH 0 04mol n HCl 0 06mol HCl过量 pH lgc H lg0 1 lg10 1 1 关键 酸过量抓住氢离子进行计算 pH计算5 强酸与强碱混合 例题 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等于多少 解 NaOH HCl NaCl H2O 关键 碱过量抓住氢氧根离子进行计算 c OH 0 06 0 04 mol 0 1 0 1 L 0 1mol L n NaOH 0 06mol n HCl 0 04mol NaOH过量 pH lgc H lg10 14 0 1 13 pH计算6 强碱与强碱混合 例题 在25 时 pH 10与pH 12氢氧化钠溶液等体积混合后 溶液中c H 等于多少 解 c H 10 10 10 12 mol 1 1 L 0 5 10 10mol L 正确的是 c OH 10 4 10 2 mol 1 1 L 0 5 10 2mol L c H 10 14 0 5 10 2 2 10 12mol L 关键 碱性溶液中抓住OH 进行计算 三 pH应用 1 工农业生产和科学实验中常常涉及溶液的酸碱性 2 人们的生活健康也与溶液的酸碱性有关 3 酸碱中和滴定中溶液pH变化 借助酸碱指示剂的颜色变化 是判断滴定终点的依据 人体几种体液和代谢产物的正常pH 四 酸碱中和滴定 用已知物质的量浓度的酸 或碱 来测定未知物质的量浓度的碱 或酸 的方法 滴定终点判断的依据 溶液pH的变化 在接近滴定终点 pH 7 时 很少量 约1滴 0 04mL 的碱或酸就会引起溶液pH的突变 此时指示剂明显的颜色变化表示反应已完全 即反应达到终点 滴定曲线 0 100mol LNaOH滴定20 00mL0 100mol LHCl过程中的pH变化 0 100mol LHCl滴定20 00mL0 100mol LNaOH过程中的pH变化 酸碱指示剂的变色