第十一讲 水的电离和溶液的pH值
【考纲要求】
1. 从水的电离平衡去理解水的离子积和溶液pH值的含义,掌握溶液pH值跟氢离子浓度和溶液酸碱性的关系。
2.了解指示剂的变色范围,学会用pH试纸测定溶液的pH值。
3.掌握酸碱的pH值计算以及氢离子浓度和pH值的互算。
4.通过水的离子积和溶液酸碱性等内容的教学,对学生进行矛盾的对立统一、事物间的相互关系和相互制约等辨证唯物主义观点的教育。
一、水的离子积
1.定义
H2O H++OH--Q,KW=c(H+)•c(OH-)
2.性质
(1)在稀溶液中,KW只受温度影响,而与溶液的酸碱性和浓度大小无关。
(2)在其它条件一定的情况下,温度升高,KW增大,反之则减小。
二、溶液的pH
1.定义
pH= -lg c(H+),广泛pH的范围为0~14。
注意:当溶液中c(H+)或c(OH-)大于1mol时,不用pH表示溶液的酸碱性。
2.pH与溶液酸碱性的关系(25℃时)
表5-1 pH与溶液的酸碱性
pH 溶液的酸碱性
pH<7 溶液呈酸性,pH越小,溶液的酸性越强
pH=7 溶液呈中性
pH>7 溶液呈碱性,pH越大,溶液的碱性越强
3.改变溶液pH的常用方法
表5-2 改变溶液pH的方法
pH变化 采取的措施
pH增大 加碱
对于酸性溶液可加水稀释
pH减小 加酸
对于碱性溶液可加水稀释
注意:酸性溶液无限加水稀释,pH只能接近于7,且仍小于7;碱性溶液无限加水稀释时,pH只能接近于7,且仍大于7。
4.有关pH的计算
(1)酸溶液中,c(H+)酸c(H+)水≈KW;碱溶液中,c(OH-)碱c(OH-)水≈KW。
(2)强碱、强碱溶液稀释的计算
①强酸溶液,pH(稀释)=pH(原来)+lg n(n为稀释的倍数)
②强碱溶液,pH(稀释)=pH(原来)-lg n(n为稀释的倍数)
(3)强酸、强碱溶液两两等体积混合后溶液的pH计算
表5-3 强酸、强碱溶液两两等体积混合时pH的计算
混合物质 两种溶液pH关系 混合后溶液pH
A、B均为酸 pHA<pHB pHA+0.3
A、B均为碱 pHA<pHB pHB-0.3
A是酸、B是碱 pHA+pHB=14 7
pHA+pHB<14(酸剩余) pHA+0.3
pHA+pHB>14(酸剩余) pHB-0.3
注意:酸碱溶液的pH之差必须≥2,否则误差较大。
*(4)pH、c、 的关系
①一元弱酸溶液中,pH=-lg c(H+)=-lg(c )
②一元弱碱溶液中,pOH=-lg c(OH-)=-lg(c ),pH=14-POH
注意:*部分为新教材中不作要求的部分。
水的电离和溶液的pH基础知识
一、水的电离
1、水是一种 的电解质,它能微弱电离生成 和 ,其电离方程式为 ,通常简写为 。
2、在25℃时,1 L水的物质的量约为 mol,其中,只有 mol H2O电离。
水的离子积常数,简称水的离子积,其表达式为Kw= ,Kw随温度升高而 ,因为水的电离是 的过程。例如:25℃时,Kw为1×10-14 ,100℃时约为1×10-12。水的离子积不仅适用于纯水,也适用于其他水溶液。不论是纯水还是稀溶液,只要 不变,Kw就不变。
二、溶液的酸碱性和pH
1、在酸、碱溶液中,水的电离平衡被破坏,但H+与OH-的浓度乘积仍是 。当加酸时,水的电离平衡 ,c (H+) c (OH-);当加碱时,道理也如此,只是c (OH-) c (H+)。所以说,溶液酸、碱性的实质是溶液中的c (H+)和c(OH-)的相对大小问题。
2、利用c (H+)和c(OH-)的相对大小判断溶液的酸碱性:
若c (H+)<c(OH-),则溶液呈 ; 若c (H+)=c(OH-),则溶液呈 ;
若c (H+)>c(OH-),则溶液呈 。
3、溶液酸碱性的表示方法――pH
(1)定义:pH = 。
(2)意义:pH大小能反映出溶液中c (H+)的大小,能表示溶液的酸碱性强弱。
常温下,pH<7溶液呈 ,pH越小,溶液酸性越 ;pH每减小1个单位,c (H+) 。当溶液的酸碱性用pH表示时,其c (H+)的大小范围一般为
mol/L <c (H+)< mol/L。即14 > pH >0。
三、关于pH的计算(填写计算式)
1、单一溶液的pH
强碱[OH-浓度为c(OH-)]:
2、混合溶液的pH
⑴两强酸[H+浓度分别为c1(H+) 、c2 (H+),体积分别为V1、V2 ]混合:
规律:强酸等体积混合:若pH差≥2时,用较小的pH值
⑵两强碱[OH-浓度分别为c1(OH-) 、c2 (OH-),体积分别为V1、V2 ]混合:
规律:强碱等体积混合:若pH差≥2时,用较大的pH值
⑶强酸与强碱[强酸:c(H+) 、 V1 ;强碱: c(OH-) 、V2]混合
若完全中和:
若酸过量:
若碱过量:
四、pH的测定方法:pH试纸、酸碱指示剂、pH计等。
巩固练习
一、选择题
1.重水(D¬2O)离子积为1.6×10¬¬-5¬¬¬¬¬¬,可以由pH一样的定义来规定pD=-lgc(D+),下列叙述正确的是( )
A.溶解0.01molDCl的D2O溶液1L,其pD=2.0
B.中性溶液的pD=7.0
C. 含0.2mol的NaOD的D2O溶液2L,其pD=12.0
D.向100mL 0.25mol/L的DCl重水溶液中,加入50mL 0.2mol/L的NaOD的重水溶液,其pD=1.0