第二节 水的电离和溶液的酸碱性

第二节水的电离与溶液的酸碱性,一、水的电离,水是极弱的电解质,25C1L水只有10-7molH2O分子发生电离,多少个水分子才有1个电离？,55.6107,其中常数K与常数c(H2O)的积记为Kw,称为水的离子积常数，简称为离子积,KW=c（H+）c（OH-）=110-14,1.水的离子积常数,25时（常温）,如果温度变化Kw会如何变化?为什么?,实验测得：在25，水电离出来的c(H+)=c(OH)=107mol/L,1.1410-156.8110-15110-145.4710-14110-12,水的电离吸热,（1）升高温度，促进水的电离，Kw增大,c(H+)=c(OH-),升高温度：平衡向移动,c(H),c(OH-),Kw,右,增大,增大,增大,注意：水的离子积只随温度的改变而改变,2.影响水的电离平衡的因素,Kw适用于一定温度下任何稀的电解质溶液,对常温下的纯水进行下列操作：,(2)加入酸或碱，抑制水的电离，Kw不变。,中性正反应增大增大c(H+)=c(OH-)增大,酸性逆反应增大减小c(H+)c(OH-)不变,碱性逆反应减小增大c(H+)c(OH-)不变,水的电离,水的离子积：,影响因素,KW=c（OH-）c（H+）(25时，KW=1.010-14),3、无论是酸溶液还是碱溶液中都同时存在H+和OH-！,注意：1、在任何水溶液中，均存在水的电离平衡，Kw=c(H+)c(OH-)均成立。（25时Kw=10-14）,2、水电离出的H、OH永远相等,水的离子积常数,二、溶液的酸碱性与H+、OH浓度的关系,=11014（25）,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+)107mol/L,c(H+)107mol/L,c(H+)107mol/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。,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。,2.0.1mol/L的NaOH溶液中，c（OH-）？、c（H）？、由水电离出的c（OH-）水？、c（H）水？,1.0.1mol/L的盐酸溶液中，c（H）？、c（OH-）？、由水电离出的c（OH-）水？、c（H）水？、,3.0.1mol/L的NaCl溶液中，c（OH-）？、c（H）？,计算：,下列五种溶液中c(H+)由大到小的排列顺序A.0.1molL-1的盐酸；B.0.1molL-1的硫酸；C.0.1molL-1的NaOH;D.0.1molL-1的CH3COOH;E.0.1molL-1的NaCl，,BADEC,0.1mol/L,0.2mol/L,110-13mol/L,小于0.1mol/L,1107mol/L,比较：,某溶液中由水电离产生的c(H+)=10-12mol/L，则该溶液呈酸性还是碱性？,c(H+)水=c(OH-)水=10-12mol/L若c(H+)aq=c(H+)水=10-12mol/L则c(OH-)aq=10-2mol/L溶液显碱性若c(OH-)aq=c(OH-)水=10-12mol/L则c(H+)aq=10-2mol/L溶液显酸性,逆推：,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？2510-5mol/L盐酸1mol/L盐酸2mol/L盐酸2510-5mol/LNaOH溶液1mol/LNaOH溶液,引入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。,三、溶液的酸碱性与PH,pH=-lgc(H+),pH值与溶液酸碱性的关系？,pH01234567891011121314,酸性增强,中性,碱性增强,25,回忆初中所学常温下pH大小与溶液酸碱性的关系,中性,pH,C(H),C(OH),10141013101210111010109108107106105104103102101100,酸性,碱性,增强,增强,c(H+)越大pH越小酸性越强，碱性越弱,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-)=110-7mol/L,c(H+)c(OH-)110-7mol/L,c(H+)c(OH-)110-7mol/L,pH=7,pH7,pH7,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+)c(OH-),c(H+)=c(OH-),c(H+)c(OH-),PH7,PH=7,PH7,c(H+)越大PH越小，酸性越强,c(OH-)越大PH越大，碱性越强,不变,减小,2.溶液的酸碱性与pH的关系,1.甲溶液的pH3，乙溶液的pH1，则甲溶液中c(H+)与乙溶液中c(H+)之比为A.100B.1/100C.3D.1/3,pH相差a，c(H+)相差10a,B,练习:,2.使pH=3的盐酸pH增大1，c(H+)降低多少倍？盐酸浓度降低多少倍？c(H+)和物质的量浓度均降为原来的0.1倍；使pH=3的醋酸pH增大1，c(H+)降低多少倍？醋酸浓度降低多少倍？c(H+)降为原来的0.1倍；物质的量浓度降为原来的0.1倍以下,3、有关溶液pH的计算,(1)单一溶液的计算：,pH=-lgc(H+),酸性:求c(H+)pH碱性:求c(OH-)c(H+)pH,pHpOH14,c（H+）c（OH-）=110-14,(2)强酸、强碱的稀释：,例1.pH=3的盐酸加水稀释到原来的10倍，pH=_加水到原来的103倍，pH=_,加水到原来的104倍pH=_,加水到原来的106倍，pH=_,例2.pH=10的NaOH溶液加水稀释到原来的10倍，则溶液的pH=_加水稀释到原来的102倍，则溶液的pH=_加水稀释到原来的103倍，则溶液的pH=_加水稀释到原来的105倍，则溶液的pH=_,关键：抓住氢离子进行计算！,关键：抓住氢氧根离子离子进行计算！,结论：强酸（碱）每稀释10倍，pH值向7靠拢一个单位。,强酸溶液每稀释10倍，PH增大一个单位。,酸、碱溶液无限稀释时，pH均无限接近于7（均要考虑水的电离）。,强碱溶液每稀释10倍，PH减小一个单位。,(3)弱酸、弱碱的稀释,结论：弱酸（碱）每稀释10倍，pH值向7靠拢不到一个单位,例3.pH=3醋酸加水稀释到原来10倍，溶液的pH值范围_pH=12氨水加水稀释到原来10倍，溶液的pH值范围_,弱酸、弱碱稀释后溶液pH的变化比强酸、强碱小。,例4.有两瓶pH=2的溶液，一瓶是强酸，一瓶是弱酸。现只有石蕊试液、酚酞试液、pH试纸和蒸馏水，而没有其它试剂，简述如何用最简单的实验方法来判断那瓶是强酸？,(4)强酸（碱）溶液混合,例6.pH=10和pH=8的两种NaOH溶液等体积混合，求混合溶液的pH值。,例5.pH=2和pH=4的两种盐酸溶液等体积混合，求混合溶液的pH值,结论：两种强酸溶液等体积混合，溶液的pH值等于浓溶液的pH加0.3,结论：两种强碱溶液等体积混合，溶液的pH值等于浓溶液的pH减0.3,pH=2.3,pH=9.7,注意：以上计算中要求两溶液的pH需相差2或2以上。想一想为什么？,例7.0.1LpH=2盐酸和0.1LpH=11的NaOH溶液相混合，求混合后溶液的pH值例8.pH=2盐酸和pH=12的Ba(OH)2溶液等体积相混合，求混合后溶液的pH值。,(5)强酸、强碱溶液混合,方法：先反应-按过量的计算，若酸过量，求c（H+），再算pH值。若碱过量，求c（OH-），求c（H+），再算pH值,4.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：直接把待测液滴在干燥的pH试纸上，跟标准比色卡相对比,注意：不能用水润湿要放在玻璃片（或表面皿）上用玻璃棒蘸待测液滴于试纸上,(3)pH计(定量精确测量),(小数位),酸碱中和滴定,属性：化学分析中的定量分析特点：简便、快捷、准确应用：广泛用于科研和工农业生产,定义：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）的方法叫做酸碱中和滴定。,对于一元酸和一元碱发生的中和反应：,H+OH=H2O,酸碱中和滴定原理,C酸V酸C碱V碱,C未知V未知C标准V标准,酸碱中和滴定的关键,C标准V标准=C待测V待测（一元酸碱中和）,酸碱滴定时一般选用酚酞和甲基橙作为指示剂，确定酸碱恰好完全反应。,a.准确测定V标准和V待测溶液的体积滴定管b.如何判断中和反应是否恰好进行完全(滴定终点的确定)酸碱指示剂,酸碱中和滴定所需的仪器：,酸式滴定管碱式滴定管铁架台滴定管夹锥形瓶烧杯,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。,左手,右手,视线与凹液面水平相切,滴加速度先快后慢,眼睛注视瓶内颜色变化,半分钟颜色不变,滴定管保持垂直,酸碱中和滴定数据处理和计算：,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的滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗；盛待测液的滴定管或移液管用蒸馏水洗后未用待测液润洗；锥形瓶用蒸馏水洗后再用待测液润洗；,二、读数方法有误滴定前仰视，滴定后俯视；滴定前俯视，滴定后仰视；天平或量筒的使用读数方法错误；,三、操作出现问题盛标准液的滴定管漏液；盛待测液的滴定管滴前尖嘴部分有气泡，终了无气泡（或前无后有）；振荡锥形瓶时，不小心有待测液溅出；滴定过程中，将标准液滴到锥形瓶外；快速滴定后立即读数；,偏大,偏小,偏大,偏大,偏小,偏大,偏小,偏小,四、指示剂选择欠妥用强酸滴定弱碱，指示剂用酚酞；（正确选择：甲基橙）用强碱滴定弱酸，指示剂选用甲基橙；（正确选择：酚酞）（强酸滴定弱碱，必选甲基橙；强碱滴定弱酸，必选酚酞；两强滴定，原则上甲基橙和酚酞皆可选用；中和滴定肯定不用石蕊。）,五、终点判断不准确如滴定管的尖嘴部分有半滴或一滴标准液未滴下；六、样品中含有杂质用盐酸滴定含Na2O的NaOH样品；用含Na2CO3的NaOH标准液滴定盐酸；,七、指示剂的变色范围,偏大,滴定管的俯视和仰视,正确视线,仰视视线,正确读数,仰视读数,读数偏大,正确视线,俯视视线,正确读数,俯视读数,读数偏小,先偏大,后偏小,V=V(后)-V(前)，偏小,实际读数,正确读数,先偏小,后偏大,V=V(后)-V(前)，偏大,实际读数,正确读数,滴定管的俯视和仰视,