内容正文:
水的电离
并不是非此即彼的关系/醋酸特例
水的电离作业评讲
并不是非此即彼的关系/醋酸特例
3.2.2 溶液的酸碱性与pH
人教版高中化学选择性必修一 第三章 水溶液中的离子反应与平衡
3
溶液的pH
1.pH值的定义:
2.表达式
(1)pH= -lg c(H+)
(2)25℃ KW= c (H+)×c (OH-)= 10-14
-lg [c(OH—)·c(H+) ]=14
-[lg c(OH—)+ lg c(H+) ]=14
同一溶液中:pOH+ pH =14
c(H+)的负对数
并不是非此即彼的关系/醋酸特例
溶液的pH
(1)25℃ ,0.001 mol/L HCl溶液,pH= ;pH=0的溶液其c(H+)= ;
(2) 25℃ ,0.001mol/LNaOH溶液,pH= ;pH=14的溶液其
c(OH-)= ;
(3)25℃ ,0.1mol/L的Ba(OH)2溶液中,pH为
(已知lg2=0.3)
(4)100℃时纯水的pH为 (已知100℃时Kw=1×10-12)
(5)常温下,溶液中水电离出的c(H+)=1×10 - 13mol/L,溶液的pH为 。
溶液的酸碱性
中性溶液
cH+ = cOH-=10-7
酸性溶液
碱性溶液
cH+<10-7 <cOH-
cH+>10-7 >cOH-
25℃
pH =7
pH>7
pH<7
结论:pH=7溶液呈中性,只能在常温时成立
判断溶液酸碱性的唯一标志: cH+与cOH-的相对大小
【思考】下列说法是否正确?
(1)c(H+) = 1×10—7mol/L的溶液一定是中性溶液。
(2)c(H+) = 1×10—6mol/L的溶液一定是酸性溶液。
4.pH值的范围
(1)pH值的范围为0≤pH≤14,即表示溶液中10-14mol/L≤c(H+) ≤1mol/L
(2)c(H+) ≥1mol/L时,pH值为负值,直接用c(H+) 表示
5.测定溶液pH的方法
(3) pH大小能反映出溶液中c(H+)的大小,pH越小,溶液的酸性越强;pH每减小1个单位,c(H+)增大10倍;溶液pH越大,溶液的碱性越强;pH每增加1个单位,c(OH- )增大10倍
(1)定性测定:
(2)定量测定:
酸碱指示剂法
pH试纸和pH计
溶液的酸碱性
用pH试纸测定溶液 pH的操作方法?
1.能否用广泛pH试纸测出pH=7.1来?pH试纸能否测定Cl2水和NaClO溶液的pH?pH计呢?
2.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
pH计:精确测定溶液的pH (0.01)
溶液的酸碱性
溶液的酸碱性
pH的应用
医学上血液的pH是诊断疾病的一个重要参数
血液的正常 pH 范围是 7.35~7.45。大多数体液都要保持一个较小的 pH 变化范围,如果 pH 变化超出范围,就可能产生危害。血浆中H2CO3/HCO3-缓冲体系对稳定体系的酸碱度发挥着重要作用。
H+(aq)+HCO3-(aq) H2CO3(aq) CO2(g)+H2O(l)
当体系中增加少量强酸时,平衡向正反应方向移动而消耗H+ ;当增加少量强碱时,平衡向逆反应方向移动而消耗 OH-。由于HCO3-和H2CO3的浓度较大且可以调节,因此可以防止体系的pH出现较大幅度的变化。
pH的计算
类型一 单一溶液的pH的计算
已知室温下CH3COOH的电离常数Ka=1.6×10-5 mol·L-1,0.01 mol·L-1的CH3COOH溶液的pH=_________(lg2=0.3)
例1:计算250C时0.005mol/L的H2SO4溶液和0.005mol/L的氢氧化钡溶液的pH。
电离程度增大,K不变
pH的计算
类型二 酸碱溶液的稀释
【练习二】
常温,0.005 mol/L 硫酸溶液的pH=________;稀释2倍,pH_________;稀释1000倍,pH__________;
常温下,0.005 mol/L 氢氧化钡溶液的pH________;稀释2倍,pH_________;稀释1000倍,pH__________;
常温下,pH=6的盐酸稀释100倍后pH________,pH=8的氢氧化钠溶液,稀释100倍后pH____________。
电离程度增大,K不变
思考:在25℃时,pH等于5的盐酸溶液稀释到原来的1000倍后,pH等于多少?
此时不能忽视H2O的电离产生的H+。
设水产生的c(H+)=c(OH-)=x,则有:(10-8+x)·x=10-14
x≈0.95×10-7mol/L c(H+)=KW/c(OH-)
pH=-lg 10-14 /9.5×10-8 =14-8+0.98=6.98
由HCl 产生的c(H+)=10-5/1000=10-8mol/L.
结论:酸、碱无限稀释, pH接近7
pH的计算
电离程度增大,K不变
pH的计算
已知:Ka(CH3COOH)=Kb(NH3•H2O)=1.8×10-5
浓度 HCl的pH CH3COOH的pH 规律:
强酸pH=a,稀释10倍,则pH=____<7,无限稀释时pH将无限接近于7;
弱酸 pH=a,稀释10倍,则____<pH<_____<7,无限稀释时pH将无限接近于7。 曲线
0.1 mol/L
稀释10倍
稀释100倍
稀释107倍
无限稀释
稀释相同体积时:c(HCl)____c(CH3COOH)
盐酸溶液的c(H+)____醋酸溶液的c(H+)
中和碱的能力:HCl____CH3COOH
水的电离程度:HCl____CH3COOH
稀释10倍:
HCl:c(H+)前____ 10c(H+)后
CH3COOH:c(H+)前____ 10c(H+)后
电离程度增大,K不变
pH的计算
已知:Ka(CH3COOH)=Kb(NH3•H2O)=1.8×10-5
浓度 NaOH的pH 氨水的pH 规律:
强碱pH=b,稀释10倍,则pH=____>7,无限稀释时pH将无限接近于7;
弱碱 pH=b,稀释10倍,则____>pH>___>7,无限稀释时pH将无限接近于7。 曲线
0.1 mol/L
稀释10倍
稀释100倍
稀释107倍
无限稀释
电离程度增大,K不变
pH的计算
【练习三】
Ka(HCOOH) = 1. 77×10 −4, Ka(HCN) =4.3×10−10。c(H+)相同的 HCOOH和HCN溶液:
稀释相同的倍数,溶液的c(H+): HCOOH HCN(填“>”、“<”或“=”);
若稀释到相同的c(H+),加水的体积HCOOH HCN(同上)
2.常温下,pH=5的硫酸溶液稀释500倍,求溶液中c(H+):c(SO42-)的近似值。
电离程度增大,K不变
pH的计算
【练习四】常温下,计算下列溶液混合后的pH。
(1)pH=3的盐酸与pH=5的硫酸溶液等体积混合后溶液的pH为______。
3.3
=1×10-3 mol·L-1
3
类型三 不同浓度的强酸/碱溶液混合
c(H+)= mol·L-1≈ mol·L-1,pH=-lg ()=3+lg 2≈3.3。
c(H+)= mol·L-1
(2)pH=2的盐酸与pH=4的硫酸,若按1∶10的体积比混合(溶液体积变化忽略不计)。混合后溶液的pH为________。
pH的计算
【练习四】
2.pH=10和pH=12的两种NaOH溶液等体积混合后溶液的pH为______。
11.7
c(OH-)= mol·L-1≈ mol·L-1,c(H+)= mol·L-1=2×10-12 mol·L-1,
pH=-lg (2×10-12)=12-lg 2≈11.7。
关键:抓住氢氧根离子浓度进行计算!
pH的计算
4. 0.015 mol·L-1的硫酸与0.01 mol·L-1的NaOH溶液等体积混合(体积变化忽略不计)后溶液的pH是____。
2
酸过量,假设体积为V
5.常温下,pH=12的NaOH溶液和pH=4的HCl溶液等体积混合(体积变化忽略不计)后溶液的pH为________。
11.7
c(OH-)=10-2 mol·L-1 c(H+)=10-4 mol·L-1 碱过量
类型四 中和反应后溶液的pH
c(H+)= mol·L-1=0.01 mol·L-1,则pH=-lg 0.01=2。
反应后c(OH-)= mol·L-1≈ mol·L-1,c(H+)= mol·L-1=2×10-12 mol·L-1,pH=-lg (2×10-12)=12-lg 2≈11.7。
pH的计算
类型四 中和反应后溶液的pH
例:在25℃时,pH=3的盐酸与pH=10的氢氧化钠溶液混合后,溶液的pH=7,则盐酸与氢氧化钠溶液的体积比为多少?
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