水的电离和溶液的酸碱性.ppt

第三章水溶液中的离子平衡 第二节水的电离和溶液的酸碱性 水是一种极弱的电解质 能发生极微弱的电离 一 水的电离 简写成 室温下c H c OH 10 7mol L K电离 室温下55 6molH2O中 只有1 10 7molH2O电离 因此c H2O 可视为常数 水的电离常数 仍然是一个常数 Kw c H c OH 1 表达式 KW叫做水的离子积常数 简称水的离子积 1 水的离子积常数 分析表格中的数据 有何规律 并解释 结论 温度越高 Kw越大 室温下 KW 1 10 14 1 Kw只与温度有关 且Kw不仅适用于纯水 也适用于酸碱盐的稀溶液 2 任何水溶液中 c H 水电离 c OH 水电离3 纯水中c H c OH 的计算方法为c H c OH 常温下 c H c OH 10 7mol L 注意 D 水的电离过程为H2OH OH 在不同温度下其离子积为KW25 1 10 14 KW35 2 1 10 14 则下列叙述正确的是 A H 随着温度的升高而降低B 在35 时 纯水中 H OH C 水的电离常数K25 K35 D 水的电离是一个吸热过程 练习 对常温下的纯水进行下列操作 向右增大增大c H c OH 增大 向左增大减小c H c OH 不变 向左减小增大c H c OH 不变 思考 2 影响水电离的因素 溶液的酸碱性由溶液中H OH 浓度相对大小决定 酸性 c H c OH 中性 c H c OH 碱性 c H c OH 常温25 c H 10 7mol L c H 10 7mol L c H 10 7mol L 无论任何温度 无论酸性 中性 碱性溶液 都存在水电离出的H OH 并且由水电离出的这两种离子浓度一定相等 二 溶液的酸碱性与H OH 浓度的关系 判断正误 1 如果c H 不等于c OH 则溶液一定呈现酸碱性 2 在水中加酸会抑制水的电离 电离程度减小 3 如果c H c OH 的值越大则酸性越强 4 任何水溶液中都有c H 和c OH 5 c H 等于10 6mol L的溶液一定呈现酸性 6 对水升高温度电离程度增大 酸性增强 计算下列溶液的pH 通过计算结果思考 表示溶液的酸碱性什么时候用pH更加方便 25 10 5mol L盐酸 1mol L盐酸 2mol L盐酸25 10 5mol LNaOH溶液1mol LNaOH溶液 pH值意义 表示溶液酸碱性的强弱 用H 物质的量浓度的负对数表示 1 定义式 pH lgc H 用pH值表示c H 或c OH 1mol L的溶液的酸碱性不用pH表示 1 pH值 三 溶液的酸碱性与pH的关系 中性 pH C H C OH 10 1410 1310 1210 1110 1010 910 810 710 610 510 410 310 210 1100 酸性 碱性 增强 增强 pH越小 c H 越大酸性越强 2 pH越大 c OH 越大 碱性越强 结合pH与c H 的关系 思考溶液酸碱性与pH的关系 中性溶液 酸性溶液 碱性溶液 c H c OH 1 10 7mol L c H c OH c H c OH pH 7 pH 7 pH 7 思考 pH为7的溶液是否一定是中性溶液 25 2 溶液的酸碱性与pH的关系 c H 1 10 7mol L c H 1 10 7mol L 中性溶液 酸性溶液 碱性溶液 c H c OH 1 10 6mol L c H c OH c H c OH pH 6 pH 6 pH 6 100 溶液的酸碱性与pH的关系 c H 1 10 6mol L c H 1 10 6mol L 思考 pH为7的溶液是否一定是中性溶液 2 pH的测定方法 酸碱指示剂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 酸碱指示剂 定性测量范围 2 pH试纸 定量粗略测量 整数位 讨论 pH试纸的使用能否直接把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 能否用广泛pH试纸测出pH 7 1来 标准比色卡中的数据都是整数如用湿润的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 使用方法 取一小块pH试纸放在表面皿上 用洁净的玻璃棒沾取少量被测溶液滴在干燥的pH试纸上 跟标准比色卡对比读数 3 pH计 定量精确测量 小数位 人体几种体液和代谢产物的正常pH 人体体液和代谢产物都有正常的pH范围 测定人体体液和代谢产物的pH 可以帮助了解人的健康状况 一些体液和代谢产物的正常pH如上图所示 四 pH值的应用 一些重要农作物最适宜生长的土壤的pH值 1 单一强酸或强碱溶液的pH 强酸 c 酸 电离 c H lg pH 强碱 c 碱 电离 c OH Kw c H lg pH lg pOH 14 pOH pH 四 有关溶液的pH的计算 例 计算0 1mol L的HCl溶液的pH值 解 c H 0 1mol L pH lg0 1 1 练习 试计算常温下下列溶液的pH值 0 005mol LH2SO4溶液 0 005mol LBa OH 2溶液 解 c H 0 005mol L 2 0 01mol L pH lg0 01 2 c OH 0 01mol L pH lg10 12 12 2 强酸与强酸混合求pH 强酸 c 电离 c H 强酸 c 电离 c H c H 混合 lg pH 例 计算10mL0 1mol LHCl和10mL0 05mol LH2SO4混合溶液的pH 解 c H 0 1mol Lc H 0 1mol L c H 混合 pH lg0 1 1 关键 抓住氢离子进行计算 练习 pH 2的盐酸溶液和0 00005mol L的硫酸溶液等体积混合 试计算混合溶液的pH值 解 c H 0 01mol Lc H 0 0001mol L c H 混合 pH lg0 005 2 lg2 2 3 两种强酸等体积混合 混合液pH pH小 lg2 pH小 0 3 3 强碱与强碱混合求pH 强碱 C 电离 C OH 强碱 C 电离 C OH C OH 混合 lg pH Kw C H 混合 lg pOH 14 pOH 例 25 时 10mL0 1mol LNaOH和10mL0 05mol LBa OH 2混合 计算混合溶液的pH值 解 c OH 0 1mol Lc OH 0 1mol L c OH 混合 c H 混合 pH lg10 13 13 关键 抓住氢氧根离子离子进行计算 解 c OH 0 01mol Lc OH 0 0001mol L c OH 混合 pOH lg0 005 2 lg2 2 3 pH 14 2 3 11 7 两种强碱等体积混合 混合液pH pH大 lg2 pH大 0 3 练习 pH 12的氢氧化钠溶液和0 00005mol L的氢氧化钡溶液等体积混合 试计算混合溶液的pH值 c H 混合 pH lg2 10 12 12 lg2 12 0 3 11 7 计算下列溶液等体积混合的混合液的pH pH 13和pH 11的强碱 pH 1和pH 3的强酸 解 pH混 pH大 0 3 13 0 3 12 7 pH混 pH小 0 3 1 0 3 1 3 4 强酸与强碱混合求pH 强酸强碱恰好完全反应 溶液呈中性 混合溶液pH 7 例 将PH 2盐酸aL和PH 13的氢氧化钠bL混合 溶液恰好呈中性 则a b等于多少 pH lgc H 余 例 求30mLpH 3的盐酸溶液与20mLpH 11的氢氧化钠溶液反应后溶液的pH 解 c H 10 3mol Lc OH 10 3mol L pH lg2 10 4 4 lg2 强酸强碱混合酸过量 先求过量的酸的浓度 再求pH 关键 酸过量抓住氢离子进行计算 强酸强碱混合碱过量 先求过量的碱的浓度 再求pH 由c OH 余 例 在25 时 100ml0 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 c H 0 4mol Lc OH 0 6mol L pH lg10 13 13 关键 碱过量抓住氢氧根离子进行计算 3 3 2 3 10 7 11 7 7 3 3 10 7 练习 某强酸溶液pH a 强碱溶液pH b 已知a b 12 酸碱溶液混合pH 7 则酸溶液体积V 酸 和碱溶液体积V 碱 的正确关系为 A V 酸 102V 碱 B V 碱 102V 酸 C V 酸 2V 碱 D V 碱 2V 酸 B 有一pH 12的NaOH溶液100mL 欲使它的pH降为11 1 如果加入蒸馏水 就加入 mL 2 如果加入pH 10的NaOH溶液 应加入 mL 3 如果加入0 008mol LHCl溶液 应加入 mL 900 1000 100 在25 时 有pH为a的HCl溶液和pH为b的NaOH溶液 取VaL该盐酸溶液用该NaOH溶液中和至呈中性 需VbLNaOH溶液 问 1 若a b 14 则Va Vb 2 若a b 13 则Va Vb 3 若a b 14 则Va Vb 且VaVb 填 题中a b b 8 10a b 14 1 1 10 pH 2的A B C三种酸溶液各1mL 分别加水稀释至1000mL 其pH与溶液 V 的变化关系如下图所示 下例说法错误的是 A pH 2时 A B C都是稀溶液B 稀释前的浓度大小为c C c B c A C 稀释后 A溶液中c H 最小D A是强酸 B和C是弱酸 A 将pH 1的盐酸平均分为2份 一份加适量的水 另一份加入与该盐酸物质的量浓度相同的NaOH溶液 pH都升高了1 则加入的水与NaOH溶液的体积比为 A9B10C11D12 C 将pH 3的强酸与pH 12的强碱混合 当混合液的pH 11时 强酸与强碱的体积比为 A9 2B9 1C1 10D2 5 A 第三章水溶液中的离子平衡 第二节水的电离和溶液的酸碱性 第四课时 强酸的稀释 例 取1mLpH 3的硫酸溶液加水稀释到100mL 溶液的pH变为多少 解 c H pH lgc H lg10 5 5 若上述溶液加水稀释到体积为原来的1000倍 则溶液的pH变为多少 若稀释到体积为原来的105倍 则溶液的pH变为多少 102 103 pH 6 pH 8 pH接近于7 5 酸碱的稀释问题 例 将pH 3的醋酸稀释100倍后 溶液的pH等于5吗 弱酸稀释 1 PH a的弱酸稀释10n倍后 PH增大的量小于n 即a PH a n 2 PH值相同的两酸溶液稀释相同倍数后 酸性强的酸PH值变化大 强酸 弱酸稀释例 pH 2的盐酸稀释10倍后pH pH 2的醋酸稀释10倍后pH 结论 稀释10倍pH变化 增大 1 3 3 盐酸 醋酸 10倍 稀释相同倍数时pH 盐酸 醋酸 稀释到相同pH时稀释的倍数 醋酸 盐酸 强碱的稀释 例 取pH 11的NaOH溶液与水按1 99的体积比混合后 溶液的pH变为多少 解 稀释前c OH 10 3mol L 若上述溶液加水稀释到体积为原来的1000倍 则溶液的pH变为多少 若稀释到体积为原来的105倍 则溶液的pH变为多少 103 pH 8 pH 6 pH接近于7 原来的102 稀释后c OH 稀释后溶液的pH 9 例4将pH 10的氨水稀释100倍后后 溶液的pH是8 对吗 弱碱稀释 1 PH b的弱碱稀释10n倍后 PH减小的量小于n 即b n PH b 2 PH值相同的两碱溶液稀释相同倍数后 碱性强的碱PH值变化大 弱碱稀释例 pH 12的NaOH溶液稀释10倍后pH pH 12的氨水稀释10倍后pH 结论 稀释10倍pH变化 减小 1 11 11 NaOH 氨水 10倍 稀释相同倍数时pH 氨水 NaOH 稀释到相同pH时稀释的倍数 氨水 NaOH 弱碱的稀释 酸或碱的稀释与pH的关系 强酸pH a 加水稀释10n倍 则pH a n 弱酸pH a 加水稀释10n倍 则pHb n 酸 碱溶液无限稀释时 pH只能接近7 但酸不能大于7 碱不能小于7 对于浓度 或pH 相同的强酸和弱酸 稀释相同倍数 强酸的pH变化幅度大 强碱 弱碱相似 1 有相同pH的三种酸HX HY HZ的溶液 稀释相同倍数后 pH的变化值依次增大 则HX HY HZ的酸性由强到弱的顺序是A HX HY HZB HZ HY HXC HX HZ HYD HY HZ HX 2 酸HA HB两溶液的pH值为3 且体积相同 加水稀释两溶液 PH值与加入水的体积关系如图所示 则两者酸性较强的是 加水体积 pH HB HA HB 第三章水溶液中的离子平衡 第二节水的电离和溶液的酸碱性 第五课时 酸碱中和滴定及曲线 酸碱中和滴定 一 酸碱中和滴定基本原理 1 化学分析的分类 鉴定物质组成成分 叫做 测定物质组成成分的含量 叫做 定性分析 定量分析 酸碱中和滴定就是一种基本定量分析方法 2 酸碱中和滴定的定义 用已知 来测定 的定量分析方法叫做酸碱中和滴定 物质的量浓度 碱 或酸 的酸 或碱 未知物质的量浓度的 一 酸碱中和滴定基本原理 H OH H2O 酸碱中和滴定 3 原理 中和反应中 当n H n OH 完全中和 对于一元酸与碱反应时 C酸V酸 C碱V碱 4 关键 准确测出参加反应的两种溶液的体积 准确判断中和反应是否恰好进行完全 用0 1000mol L的NaOH溶液 滴定20 00ml0 1000mol L的HCl溶液 求随VNaOH的增大 pH 滴定过程的pH变化 误差 0 02 40 0 0005 0 05 思考 突跃范围 20 02mL 19 98mL 加入NaOH溶液的体积V mL 溶液的pH 突跃 的存在为准确判断终点提供了方便 二 酸碱中和滴定所需的仪器和试剂 待测液 选择原则 2 酸碱中和滴定所需的仪器 酸式滴定管 碱式滴定管 锥形瓶 铁架台 滴定管夹 容量瓶 2 仪器 中和滴定 主要实验仪器 量取液体常用仪器 量筒 移液管 滴定管 量筒 粗量仪 10mL量筒最小分刻度为0 1mL 读数精确到0 1mL 无 0 刻度 移液管 精量仪 读数精确到0 01mL准确量取一定量的试液 中和滴定时用来量取待测液 1 如何判断酸式滴定管和碱式滴定管 4 滴定管准确读到多少毫升 可估读到多少毫升 2 量筒和滴定管的 0 刻度位置是否一致 3 量筒和滴定管哪个更精确一些 想一想 中和滴定 主要实验仪器 滴定管 2 仪器 用作中和反应容器 盛装待测液 用于配制标准液 放置滴定管 酸式滴定管 碱式滴定管 滴定管用于测定标准液或待测液的准确体积 滴定管的构造特点 酸式滴定管 碱式滴定管 玻璃活塞 橡皮套加玻璃珠 滴定管上有刻度线 标明了最大体积和使用温度 3 滴定管使用注意事项 酸式滴定管 不能盛放碱液 水解显碱性的盐溶液 氢氟酸 碱式滴定管 不能盛放酸性溶液和强氧化性溶液 练1下列所述仪器 0 刻度位置正确的是 A 在量筒的上端B 在滴定管上端C 容量瓶上端 D 在托盘天平刻度尺的右边 B 练2 量取25 00mL KMnO4溶液可选用仪器 A 50mL量筒 B 100mL量筒C 50mL酸式滴定管 D 50mL碱式滴定管 C 想一想 量筒的构造与滴定管有何不同 量筒 0 刻度线 其刻度由下到上读数 最大刻度线在其 没有 由小到大 上方 普通滴定管的精密度为 mL 0 01 滴定管的 0 刻度线 但并未在 滴定管上的刻度由上到下 读数 最大刻度线在滴定管 上方 最上方 由小到大 下方 滴定管下端有气泡 必须排除 排除方法为 滴定管使用前 应检查滴定管下端是否漏液和存在气泡 滴定管读数必须 刻度线 平视 俯视刻度线 读数结果 仰视刻度线 读数结果 偏低 偏高 3 中和滴定指示剂的选择 酚酞 无 粉红 粉红 无 甲基橙 橙 黄 黄 橙 无 粉红 黄 橙 4 3突跃范围9 7 石蕊的变色不明显 所以不能做中和滴定的指示剂 三 酸碱中和滴定实验操作 滴定 锥形瓶的准备 滴定管的准备 计算 以标准盐酸滴定NaOH为例 1 准备工作 滴定管 检查滴定管是否 以及下端 滴定管洗涤 用蒸馏水洗涤 酸式滴定管再用 洗涤2 3次 碱式滴定管用蒸馏水洗涤后再用 洗涤2 3次 装液 将标准盐酸溶液装入酸式滴定管 将待测NaOH溶液装入碱式滴定管至 0 刻度线上方 处 并排除滴定管嘴尖处的 调整液面 将滴定管中的标准液或待测液的液面调整到 或 以下某刻度 读数 漏液 是否有气泡 标准液 待测液 2 3cm 气泡 0 刻度 0 刻度 检漏 洗涤 润洗 注液 赶气泡 调液 读数 锥形瓶 只能用 洗涤 不能用 洗涤 蒸馏水 待测液 使用滴定管时要注意的手势 酸式滴定管使用 用 量取一定体积的待测液 NaOH 于锥形瓶中 滴入2 3滴指示剂 酚酞试液 待测液变成 2 滴定过程 碱式滴定管 红色 用 握活塞旋转开关 不断旋转振荡锥形瓶 眼睛注视锥形瓶中 和滴定管 至 变成 且半分钟不褪色为止 记下滴定管刻度 左手 右手 液流速度 红色 无色 重复上述操作 次 算出消耗标准液体积的 2 3 平均值 注意 左手 右手 眼睛 3 结果计算 用上述标准液体积的平均值进行计算 操作步骤 洗涤 检漏 蒸馏水洗 溶液润洗 装液 排气泡 调整液面并记录 放出待测液 加入指示剂 滴定 记录 计算 4 滴定过程中溶液的pH变化 例 用0 100mol LNaOH溶液滴定20 00mL0 100mol L盐酸 1 02 33 34 37 09 710 711 712 5 问题3 以NaOH加入量为横坐标 以pH值变化为纵坐标 绘制中和滴定曲线 问题2 滴定终点时多半滴和少半滴溶液性质发生怎样改变 PH发生怎样改变 问题1 滴定终点消耗碱多少 pH等于多少 引出pH值突变概念及范围 PH 12 10 8 6 4 2 10 20 30 40 突变范围 反应终点 加入NaOH ml 中和滴定曲线 酸碱指示剂的颜色在此pH值突跃范围发生明显的改变 则就能以极小的误差指示出滴定终点的到达 第三章水溶液中的离子平衡 第二节水的电离和溶液的酸碱性 第六课时 5 中和滴定实验中的误差因素分析 一 仪器润洗不当 盛标准液