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教
材
第三章 水溶液中的离子反应与平衡
第一课时 水的电离
3.2 水的电离和溶液的pH
思考与交流
物质的酸碱性是通过水溶液表现出来的,那么水作为溶剂扮演着什么样的角色呢?
精确的电导性实验表明,纯水大部分以H2O分子的
形式存在,但其中也存在着极少量的离子。
结论:纯水能发生微弱的电离
水能否电离?
3
H2O+ H2O H3O+ +OH-
结论:水是一种极弱的电解质!
水的电离过程示意图
一.水的电离
水合氢离子
1、H2O是极弱的电解质,电离方程式为:
H2O + H2O H3O++OH-
简写为:H2O H++OH-
说明:
(2)水分子与水分子之间相互碰撞作用而引起电离的发生
(1)由水分子电离出的H+和OH—数目永远相等
即,同一溶液中,C(H+)水=C(OH—)水
(3)水是极弱的电解质,只有极少数水分子发生了电离
精确实验表明:25℃ 时,1L水中只有10-7molH2O分子发生电离
水合氢离子
一.水的电离
∴ 55.6 :10—7 = n :1
计算:在室温下,平均每n个水分子只有1个水分子发生电离,则n值是( )
A、10-14 B、55.6×107 C、107 D、55.6
25℃ 时,1L纯水中只有10-7molH2O分子发生电离
1L水=1000 g
解析:
电 离
10-7molH2O分子
1、H2O是极弱的电解质,能微弱的电离:
25℃ 时,1L水中只有10-7molH2O分子发生电离
B
一.水的电离
2、水的离子积常数——KW
在一定温度下,水和其他弱电解质一样,也有一个电离常数。
H2O H+ +OH- △H>0
K 电离=
c(H+)×c(OH-)
c(H2O)
电离常数:
K电离 .
c ( H+) .c( OH-)=
c(H2O)
=新的常数
常数
常数
×
化学上叫做
水的离子积常数,用KW表示
Kw
即,c( H+) .c( OH-) =
变形
——简称水的离子积
kw =
c(H+) · c(OH-)
KW =C(H+)· C(OH-)=1×10-14
25℃时,水电离出来的 C(H+)= C(OH-)=10-7mol/L
所以有:
25℃时,
记住
思考:(1)水的电离是放热还是吸热的?
(2)升高温度,KW怎么变化?
吸热
温度升高, Kw变大
t/℃ 0 10 20 25 40 50 90 100
Kw/10-14 0.115 0.296 0.687 1.01 2.87 5.31 37.1 54.5
表3-1 不同温度下水的离子积常数 P61
2、水的离子积常数——KW
特别说明:
100℃时,KW =C(H+)· C(OH-)= 54.5×10-14
但是,做题的时候,为了方便计算,题目往往会将100℃时,水的离子积设置为KW ≈ 10-12
即:100℃时,C(H+)=C(OH-) ≈ 1×10-6mol/L
≈ 1.0×10-12
① Kw只受温度影响。温度升高,水的离子积增大。
②室温下, Kw = 1.0×10-14;
③温度不变,Kw不变,c(H+)和c(OH-)变化趋势相反。
【思考与讨论】
2、加酸或加碱会不会影响Kw?
1、结合水的电离平衡知识判断,NaOH溶液中有H+吗?盐酸溶液中是否有OH - ?
任何水溶液中都有H+和OH-
不会。
K w 与只温度有关
Kw =C(H+)·C(OH-)保持不变
加入酸:
C(OH-)↓
平衡逆向移动
H2O H+ + OH-
C(H+)
C(OH-)
C(H+)
↑
C(H+)
↑
K w 与只温度有关
= c(H+)水 + c(H+)酸
Kw =C(H+)·C(OH-)
= [ c(H+)水 + c(H+)酸 ] ·C(OH-)水
≡
分析:
Kw =C(H+)·C(OH-)保持不变
加入碱
平衡逆向移动
H2O H+ + OH-
C(H+)
C(OH-)
K w 与只温度有关
C(OH-)
↑
C(H+)
↓
C(OH-)
↑
≡
Kw =C(H+)·C(OH-)
分析:
== ?
= C(H+)水·[ c(OH-)水 + c(OH-)碱 ]
结论1:
二.水的离子积
K w 只与温度有关,温度越高 K w 越大。
归纳总结
结论2:
任何水溶液中,由水电离的c(H+)水 ≡ c(OH-)水
结论3:
Kw=c(H+)·c(OH-)不仅适用于纯水,
也适用于一切酸