内容正文:
第2节 水电和pH
第三章
第1课时 水的电离和溶液pH
一、水的电离
1.水的电离:
水是一种极弱的电解质:
+
+
H2O + H2O H3O+ + OH-
水合氢离子
简写:H2O H+ + OH-
2.特点:
①微弱 ②可逆 ③相等 ④吸热过程
c(H+)水=c(OH-)水
一、水的电离
3.水的离子积:
(1)概念:当水的电离达到平衡时,电离产物H+和OH-浓度之积是一个 常数,叫做水的离子积常数(水的离子积)记作KW
常温时,即25 ℃,Kw=1.0×10-14
(3)影响因素:
(2)表达式: Kw=c(H+)·c(OH-)
Kw只与温度有关,与浓度无关。
水的电离是吸热过程,升高温度,促进水的电离,Kw增大。
(4)Kw 适用于纯水和稀的电解质溶液
100 ℃,Kw≈1.0×10-12
一、水的电离
(5)注意:
①任何水溶液都同时存在H+和OH-。Kw表达式中,c(H+)和c(OH-)均表示整个溶液中H+和OH-的浓度,而不单指水产生的。
②在电解质水溶液中,c(H+)与c(OH-)不一定相等,但由水电离产生的c(H+)与c(OH-)一定相等。
即:Kw=c溶液(H+)·c溶液(OH-)
c水(H+)=c水(OH-)
H2O H+ + OH-
一、水的电离
4.计算溶液中水电离的c水(H+)或c水(OH-)
1) 25℃,请计算0.1 mol/L的HCl溶液中H2O电离产生的H+浓度。
≈ 0.1 mol/L
c(OH-) = Kw /c(H+)= 1.0×10-13mol/L
室温下, Kw = c(H+)总 • c(OH-)总 = 1.0×10-14
c(H+)水=c(OH-)水= 1.0×10-13 mol/L
2)25 ℃时,0.01 mol·L-1NaOH溶液中,水电离的c水(H+)、c水(OH-)各为多少?
一、水的电离
5.水的电离影响因素
改变条件 平衡移动方向 c(H+) c(OH-) 水的电离程度 Kw
升高温度 右移 增大 增大 增大 增大
加入HCl(g) 左移 增大 减小 减小 不变
加入NaOH(s) 左移 减小 增大 减小 不变
加入活泼金属(如Na) 右移 减小 增大 增大 不变
加入NaHSO4(s) 左移 增大 减小 减小 不变
分析改变下列条件对水电离平衡的影响
二、溶液酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系
体系 纯水
(常温) 向纯水中加入少量盐酸
(常温) 向纯水中加入少量NaOH溶液(常温) 纯水
(90 ℃)
【思考与讨论】
c(OH-)
c(H+)和c(OH-)
的大小比较
c(H+)
c(H+)>c(OH-)
1×10-7 mol/L
1×10-7 mol/L
减小
增大
c(H+)=c(OH-)
c(H+)<c(OH-)
增大
减小
c(H+)=c(OH-)
增大
增大
二、溶液酸碱性与pH
1.溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系
溶液的酸碱性由c(H+)和c(OH-)相对大小决定
c(H+) = c(OH-)
c(H+) > c(OH-)
c(H+) < c(OH-)
常温时:KW= c(H+) · c(OH-) = 1×10-14
中性
酸性
碱性
c(H+) =1×10-7
c(H+) >1×10-7
c(H+) <1×10-7
二、溶液酸碱性与pH
2.溶液的pH
(1)pH定义:c(H+)的负对数,即 pH=-lg c(H+)
c(H+)=1×10-3 mol/L, pH= -lg10-3 =3
c(OH-)=1×10-4 mol/L
1×10-3 mol/L盐酸,求溶液的pH。
常温下,1×10-4 mol/L NaOH溶液,求溶液的pH。
c(H+)=KW /c(OH-)=1×10-10 mol/L
例1:
例2:
pH越小,酸性越强
二、溶液酸碱性与pH
2.溶液的pH
(2)pH适用范围
(25 ℃时)
25 ℃,pH<7,为酸性溶液;pH=7,为中性溶液;pH>7,为碱性溶液
pH适用范围:
增强
增强
0≤pH≤14
即c(H+)范围:
当c(H+)或c(OH-)大于1 mol/L时,直接用c(H+)或c(OH-)来表示溶液的酸碱度。
c(H+)、 c(OH-) 均小于1.0 mol·L-1的稀溶液
二、溶液酸碱性与pH
3.pH测定
广泛pH试纸
精密pH试纸
pH 计(酸度计)
使用方法:取一小段pH试纸于干燥洁净的玻璃片(或表面皿)上, 用干燥洁净的玻璃棒蘸取待测液点在试纸的中央,在半分钟内将试纸与标准比色卡对照,读出pH。
①试纸不能用水润湿
②广泛pH试纸只能读出整数
③不能将pH试纸伸入待测液
④不能测有色溶液、漂白性、强氧化性溶液的pH
二、溶液酸碱性与pH
4.pH应用
血液的pH
人体健康
环保领域
农业生产
科学实验和工业生产
【课堂总结】
水的电离、
溶液的酸碱性与pH
水的电离
溶液的酸碱性与pH
溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系
溶液的酸碱性与pH的关系
溶液稀释图像分析
水的离子积
影响水电离平衡的因素
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