水的电离和溶液的pH

1、.水的电离和溶液的pH研究电解质溶液时往往涉及溶液的酸碱性。电解质溶液的酸碱性跟水的电离有着亲密的关系。为了从本质上认识溶液的酸碱性，就要理解水的电离情况。一、水的电离准确的实验证明，水是一种极弱的电解质，它能微弱地电离，生成H3O+和OH：H2O+H2OH3O+OH通常，上式也可简写为：H2OH+OH从纯水的导电实验测得，在25时，1L纯水中只有1×107molH2O电离，因此纯水中H+浓度和OH浓度各等于1×107molL。在一定温度时，水跟其他弱电解质一样，也有一个电离常数：cH+·cOH=K·cH2O1LH2O的物质的量为55.6mol，这与发生

2、电离的H2O的物质的量1×107mol相比，水的已电离部分可以忽略不计。所以电离前后，H2O的物质的量几乎不变，可以看做是个常数。常数乘常数必然为一个新的常数，通常我们把它写作Kw，因此上式也可写为：cH+·cOH=KwKw叫做水的离子积常数，简称水的离子积。水的离子积是一个很重要的常数，它反映了一定温度下的水中H+浓度和OH浓度之间的关系。在25时，水中H+浓度和OH浓度都是1×107molL，所以Kw=cH+·cOH=1×107×1×107=1×1014因为水的电离过程是一个吸热过程，所以当温度升高时，有利于水

3、的电离，即水的离子积增大。例如，25时，Kw为1×1014，100时，Kw约为1×1012，两者相差约100倍。二、溶液的酸碱性和pH在常温时，由于水的电离平衡的存在，不仅是纯水，就是在酸性或碱性的稀溶液里，H+浓度和OH浓度的乘积总是一个常数1×1014。在中性溶液里，H+浓度和OH浓度相等，都是1×107molL；在酸性溶液里不是没有OH，而是其中的H+浓度比OH浓度大；在碱性溶液里也不是没有H+，而是其中的OH浓度比H+浓度大。常温时，溶液的酸碱性与cH+和cOH的关系可以表示如下：中性溶液cH+=cOH=1×107molL酸性溶液cH+

4、cOH，cH+1×107molL碱性溶液cH+cOH，cH+1×107molLcH+越大，溶液的酸性越强；cH+越小，溶液的酸性越弱。我们经常要用到一些cH+很小的溶液，如cH+=107molL，cH+=1.34×103molL，等等。用这样的量来表示溶液的酸碱性的强弱很不方便。为此，化学上常采用pH来表示溶液酸碱性的强弱：pH=lgcH+例如，纯水的cH+=1×107molL，纯水的pH为：pH=lgcH+=lg107=7102molLHCl溶液中，cH+=102molL，其pH为：pH=lgcH+lg102=2102molLNaOH溶液中，cOH=1

5、02molL其pH为：pH=lgcH+lg1012=12在中性溶液中，cH+=107molL，pH=7；在酸性溶液中，cH+107molL，pH7；在碱性溶液中，cH+107molL，pH7。溶液的酸性越强，其pH越小；溶液的碱性越强，其pH越大。cH+、pH与溶液酸碱性的关系如图48所示。当溶液的cH+或cOH大于1molL时，用pH表示溶液的酸碱性并不简便。例如，一些溶液的cH+与pH的关系如表41所示。表41一些溶液的cH+与pHcH+1molL2molL4molL6molLpH00.30.60.78所以，当溶液的cH+大于1molL时，一般不用pH来表示溶液的酸碱性，而是直接用H+浓度

6、来表示。资料一些食物的近似pH食物pH食物pH食物pH醋2.43.4啤酒4.05.0卷心菜5.25.4李、梅2.83.0番茄4.04.4白薯5.35.6苹果2.93.3香蕉4.54.7面粉、小麦5.56.5草莓3.03.5辣椒4.65.2马铃薯5.66.0柑橘3.04.0南瓜4.85.2豌豆5.86.4桃3.43.6甜菜4.95.5谷物6.06.5杏3.64.0胡萝卜4.95.3牡蛎6.16.6梨3.64.0蚕豆5.06.0牛奶6.36.6葡萄3.54.5菠菜5.15.7饮用水6.58.0果酱3.54.0萝卜5.25.6虾6.87.0资料测定溶液pH的实际意义测定溶液的pH有重要的实际意义。例

7、如，在化工消费中，许多反响必须在一定pH的溶液中才能进展。对一些氧化复原反响，在酸性介质中进展或在碱性介质中进展，其产物往往不同。在农业消费中，农作物一般适宜在pH等于7或接近7的土壤里生长。在pH小于4的酸性土壤或pH大于8的碱性土壤里，农作物一般都难于生长，因此，需要定期测量土壤的酸碱性。有关部门也需要经常测定雨水的pH。当雨水的pH小于5.6时，就成为酸雨，它将对生态环境造成危害。人体体液和代谢产物都有正常的pH范围，测定人体体液和代谢产物的pH，可以帮助理解人的安康状况。一些体液和代谢产物的正常pH如图49所示。习题一、填空题1纯水是一种极弱的电解质，它能微弱地电离出_和_。在25时，水电离出的H+和OH浓度为_，其离子浓度的乘积为_，该乘积叫做_，在25时，其数值为_。2以下溶液中：0.1molLHCl溶液；0.1molLH2SO4溶液；0.1molLNaOH溶液；0.1molLCH3COOH溶液，cH+由小到大的排列顺序为_。二、选择题1体积一样、pH一样的HCl溶液和CH3COOH溶液，与NaOH溶液中和时两者消耗NaOH的物质的量A一样BHCl多CCH3COOH多D无法比较2在48mL0.1molLHNO3溶液中参加12mL0.4molLKOH溶液时，所得到的溶液呈A弱酸性B强酸性C碱性D中性3甲溶液的