水的电离和溶液的pH值.ppt
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1、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
2、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,10-7 mol/L,10-7 mol/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
3、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
4、:,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
5、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
6、+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+)10-7 mol/L,碱性溶液:,c(H+)c(OH-),常温下:c(H+)10-7 mol/L,中性溶液:,c(H+)=c(OH-),常温下:c(H+)=10-7 mol/L,1、溶液的酸碱性是由什么决定的?,-溶液显酸性的本质,-溶液显碱性的本质,-溶液显中性的本质,所以,溶液的酸碱性,取决于溶液中H与OH 的相对大小关系。,常温下,溶液的酸碱性跟H+和OH-浓度的关系:,2、c(H)=1107mol/L,
7、溶液一定呈中性吗?,讨论:纯水中溶液c(H)、c(OH)浓度的计算方法:c(H)=c(OH)=,问题解决,例1、25时,某溶液中,c(H)=110-6 mol/L,问c(OH)是多少?,例4常温下,0.1mol/L的盐酸溶液中水电离出的c(H)和c(OH)各是多少?,例3常温下,0.1mol/L的NaOH溶液中水电离出的c(H)和c(OH)各是多少?,例225时,某溶液中,c(OH)=110-9 mol/L,问c(H)是多少?,110-8 mol/L,110-5 mol/L,110-13 mol/L,110-13 mol/L,110-13 mol/L,110-13 mol/L,讨论:,对常温下
8、的纯水进行下列操作,完成下表:,水的电离平衡移动方向,c(H+),c(OH-),c(H+)与c(OH-)大小关系,Kw变化,中性,=,酸性,不变,碱性,不变,小结:,加入酸或碱都抑制水的电离,【小结】,(1)Kw取决于温度,不仅适用于纯水,还适用于其他溶液。,(4)在溶液中,Kw中的c(OH-)、c(H+)指溶液中总的离子浓度.,(2)常温下,任何稀的水溶液中Kw=c(H+)c(OH-)=11014,(3)不论是在中性溶液还是在酸碱性溶液,水电离出的c(H+)c(OH),(5)根据Kw=c(H)c(OH)在特定温度下为定值,c(H)和c(OH)可以互求.,Kw应用:根据相同温度下,Kw=c(H
9、)c(OH-)为定值,c(H)和 c(OH)可以互求.,酸性溶液中c(H+)近似等于酸电离出来c(H+)碱性溶液中c(OH-)近似等于碱电离出来的c(OH-).,2、溶液的酸碱性与pH 的关系,定义:pH=-lg c(H+),c(H+)越大,pH越小,酸性溶液:,c(H+)10-7mol/L,pH7,碱性溶液:,c(H+)10-7mol/L,pH7,中性溶液:,c(H+)=10-7 mol/L,pH=7,pH 0 7 14,酸性,中性,碱性,(1)、意义:,表示溶液酸碱性的强弱。,用H+物质的量浓度的负对数来表示。,(2)定义:pOH=-lgc(OH-),因为:c(H+)c(OH-)=10-1
10、4,两边取对数 lg c(H+)c(OH-)=lg10-14,lg c(H+)+-lgc(OH)=14,pH+pOH=14,即 pH=14pOH,溶液的pH值 c(H+),酸性增强,碱性增强,pH越大碱性越强,酸性越弱,当c(H+)1mol/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
11、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
12、)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.
13、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,
14、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/
15、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II c(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
16、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=108 mol/L c(H+)2=1010 mol/Lc(H+)混=(108+1010)/2=5.05109 mol/LpH=9 lg
17、5.05=8.3,正解:c(H+)1=108 mol/L c(OH)1=106 mol/L c(H+)2=1010 mol/L c(OH)1=104 mol/Lc(OH)混=(106+104)/2=5.05105 mol/LpOH=5 lg5.05=4.3 pH=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)=(1 105+1103)/(1+1)
18、,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
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- 电离 溶液 pH
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