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1、 第三章第三章 水溶液中的离子平衡水溶液中的离子平衡第二节第二节 水的电离和溶液的酸碱性水的电离和溶液的酸碱性思考与交流思考与交流 研究电解质溶液时往往涉及研究电解质溶液时往往涉及溶液的酸碱性,而酸碱性与水的溶液的酸碱性,而酸碱性与水的电离有密切的关系。那么水是如电离有密切的关系。那么水是如何电离的呢何电离的呢? ? 探究实验探究实验精确的纯水导电实验精确的纯水导电实验GG现象:现象:指针摆动指针摆动不亮不亮结论:结论:水是水是 电解质电解质 极弱极弱 能发生能发生 电离电离 微弱微弱灵敏电流计灵敏电流计灯泡灯泡实验测定:实验测定: 2525, 1L, 1L纯水纯水中(中(55.6mol55.
2、6mol)只有)只有1 110107 7molmol水发生了电离水发生了电离; 100; 100, , 1L1L纯水中(纯水中(55.6mol55.6mol)只有)只有1 110106 6molmol水发生了电离水发生了电离H2O + H2O H3O+ + OH一、水的电离一、水的电离 水合氢离子水合氢离子简简H2O H+ OH 纯水的组成微粒有哪些?纯水的组成微粒有哪些?H+ OH- H2O思考思考1:纯水中纯水中c(H+)与与c(OH-)大小有何关系?大小有何关系?思考思考2:在在25下下,电离程度如何?电离程度如何?1、水电离特点、水电离特点水是水是极弱极弱的电解质的电解质25 时,时,
3、1L水中水中只有只有10-7molH2O分分子发生电离子发生电离H H2 2OO的电离常数的电离常数K K电离电离 c(H2O)=1 L1000 g18 gmol-1K电离电离 =c(H+) c(OH-) c(H2O)c(H+) c(OH-) c(H2O) K电离电离 =KwKw =室温下室温下110-14KW 叫做水的离子积常数,简称叫做水的离子积常数,简称水的离子积水的离子积。1)表达式:表达式:1.在任何水溶液中,均存在水的电离平衡,在任何水溶液中,均存在水的电离平衡,也就是任何水溶液中都是也就是任何水溶液中都是H+、OH-共存的。共存的。 2.任何水溶液中都存在任何水溶液中都存在Kw=
4、c(H+) . c(OH-)3. 式子中式子中c(H+) 和和 c(OH-)均表示整个溶液的均表示整个溶液的c(H+) 和和 c(OH-)水的离子积常数水的离子积常数注:注:Kw= c(H+) . c(OH-)c(H+)酸溶液中酸溶液中Kw = c(H+)酸酸 c(OH-)水水c(OH-)水水=c(H+)水水 =Kwc(H+)酸酸=利用利用Kw的计算的计算2.求求c(H+) H2O或或c(OH-) H2O在常温下在常温下,0.1mol/L的盐酸溶液中水电离的盐酸溶液中水电离出的出的c(H )和和c(OH)是多少是多少?水电离出的水电离出的c(OH-) = 110-14/0.1=110-13mo
5、l/L = c(H)在常温下在常温下, 0.1mol/L的的NaOH溶液中水溶液中水电离出的电离出的c(H)和和c(OH)是多少是多少? ?水电离出的水电离出的c(H) = 110-14/0.1=110-13mol/L = c(OH- )某温度下纯水中某温度下纯水中C(HC(H+ +) = 2) = 21010-7-7 molmol/L/L,则此时溶液中的,则此时溶液中的C(OHC(OH- -) = ) = _。 若温度不变,滴入稀盐酸使若温度不变,滴入稀盐酸使C(HC(H+ +) = ) = 5 51010-6-6 molmol/L/L,则此时溶液中的,则此时溶液中的C(OHC(OH- -)
6、 = _) = _。210- -7 mol/L810- -9 mol/L2. 0.1mol/L的的NaOH溶液中,溶液中, c(OH-)=?、?、c(H)=?、?、由水电离出的由水电离出的c(OH-)水水=?、?、 c(H)水水=?1. 0.1mol/L的盐酸溶液中,的盐酸溶液中, c(H)=? 、 c(OH-)=?、?、由水电离出的由水电离出的c(OH-)水水=?、?、 c(H)水水=?3. 0.1mol/L的的NaCl溶液中,溶液中, c(OH-)=?、?、c(H)=?4 4、下列五种溶液中、下列五种溶液中c(Hc(H+ +) )由大到小的排列顺序由大到小的排列顺序A.0. 1 molA.
7、0. 1 molL L-1-1的盐酸;的盐酸;B.0.1 molB.0.1 molL L-1-1的硫酸;的硫酸;C. 0.1 molC. 0.1 molL L-1-1的的NaOH;NaOH;D. 0.1 molD. 0.1 molL L-1-1的的CHCH3 3COOH;COOH;E. 0.1 molE. 0.1 molL L-1-1的的NaClNaCl,BADEC0.1mol/L0.2mol/L110-13mol/L110-7mol/L比较:比较:D D5、水的电离过程为、水的电离过程为H2O H+ + OH-,在不同温度下,在不同温度下其离子积为其离子积为KW25=110-14, KW35
8、 =2.1 10-14。则下。则下列叙述正确的是(列叙述正确的是( )A、H+ 随着温度的升高而降低随着温度的升高而降低B、在、在35时,纯水中时,纯水中 H+ OH-C、水的电离常数、水的电离常数K25 K35 D、水的电离是一个吸热过程、水的电离是一个吸热过程判断正误判断正误 任何水溶液中都存在水的电离平衡。任何水溶液中都存在水的电离平衡。 任何水溶液中(不论酸、碱或中性)都存在任何水溶液中(不论酸、碱或中性)都存在Kw =10-14 。 某温度下,某液体某温度下,某液体c(H+)= 10-7mol/L,则该,则该溶液一定是纯水。溶液一定是纯水。 t0102025KW/10-140.134
9、0.2920.6811.01t405090100KW/10-142.925.4738.055.0水的电离是一个吸热过程水的电离是一个吸热过程.结论:结论:分析下表中的数据有何规律,并解释之分析下表中的数据有何规律,并解释之 影响水的电离平衡的因素影响水的电离平衡的因素温度升高温度升高, Kw变大变大讨论:讨论: 酸碱性酸碱性水的电离平水的电离平衡移动方向衡移动方向C(H+)C(OH-)C(H+) 与与C(OH-)大小关系大小关系Kw变化变化加加 热热 加加HCl 加加NaOH 中性中性 正方向正方向增大增大相等相等增大增大酸性酸性 逆方向逆方向增大增大减小减小大于大于不变不变碱性碱性 逆反应逆
10、反应减小减小增大增大小于小于小结小结:加入酸或碱加入酸或碱都抑制都抑制水的电离,溶液的酸碱性水的电离,溶液的酸碱性取决于取决于H+与与OH-浓度的相对大小浓度的相对大小增大增大不变不变对常温下的纯水进行下列操作:对常温下的纯水进行下列操作:H2O H+ OH-水的电离水的电离水的离子积:水的离子积:影响因素影响因素KW = c(OH -) c(H+)( 25时,时,KW = 1.0 10 -14 )温度:温度:酸:酸:碱:碱:T , KW 抑制水的电离,抑制水的电离, KW不变不变抑制水的电离,抑制水的电离, KW 不变不变影响水的电离平衡的因素:影响水的电离平衡的因素:温度不变,温度不变,K
11、W 不变不变正误判断正误判断、如果、如果c(Hc(H+ +) )不等于不等于c(OHc(OH- -) )则溶液一则溶液一 定呈现酸碱性。定呈现酸碱性。、在水中加酸会抑制水的电离。、在水中加酸会抑制水的电离。、如果、如果c(H+)c(H+) / c(OH-)/ c(OH-) 11的值越的值越 大则酸性越强。大则酸性越强。、水溶液中都有、水溶液中都有c(Hc(H+ +) )和和c(OHc(OH- -) )。、 c c(HH+ +)等于)等于1010-6-6mol/Lmol/L的溶液的溶液 一定呈现酸性。一定呈现酸性。、对水升高温度电离度增大,酸性增强。、对水升高温度电离度增大,酸性增强。纯水在纯水
12、在1010和和5050的的H H+ +浓度,前者与后者的浓度,前者与后者的关系是关系是A.A.前者大前者大 B.B.后者大后者大 C.C.相等相等 D.D.无法无法确定确定下列微粒中不能破坏水的电离平衡的是下列微粒中不能破坏水的电离平衡的是 A A、H H+ + B B、OHOH- - C C、S S2- 2- D D、NaNa+ +下列物质溶解于水时,电离出的阴离子能使下列物质溶解于水时,电离出的阴离子能使水的电离平衡向右移动的是水的电离平衡向右移动的是A A、CHCH3 3COONa BCOONa B、NaNa2 2SOSO4 4 C C、NHNH4 4Cl DCl D、CHCH3 3CO
13、OHCOOHB BDA思考与交流思考与交流Kw =c ( H+) .c( OH-) 对水电对水电离平衡离平衡的影响的影响 c(H+)mol/Lc(OH-) mol/Lc(H+)与与c(OH-)比较比较 溶液溶液酸碱性酸碱性 纯水纯水 HCl NaOH 一、溶液的酸碱性与一、溶液的酸碱性与H+、OH浓度的关系浓度的关系 =110-14 (25)无无=10-7=10-7c(H+)=c(OH-)中性中性左移左移10-7c(OH-)酸性酸性左移左移10-7c(H+)1mol/L时,时,pHpH0 0,不用不用pH表示表示直接用直接用c c(H(H+ +) )表示溶液的酸碱性表示溶液的酸碱性例:计算例:
14、计算0.1mol/L的的HCl溶液溶液的的pH值值解、解、 c (H+) 0.110.1 pH lg 0.1 1练习:试计算常温下的练习:试计算常温下的0.005 mol/L H2SO4溶液;溶液;0.005 mol/L Ba(OH)2 溶液的溶液的pH值值解、解、 c (H+) 0.00520.01 pH lg 0.01 2 c(OH) 0.00520.0112141001.010)()( OHcKHcw pH lg 1012 12或或 c (OH) 0.00520.01 pOH lg 0.01 2 pH= 14 2 12、一定条件下、一定条件下 pHpH越大,溶液酸性越强越大,溶液酸性越强
15、、pHpH表示任何溶液的酸碱性都很方便表示任何溶液的酸碱性都很方便、强酸溶液的、强酸溶液的pHpH一定大一定大、pHpH等于等于6 6是一个弱酸体系是一个弱酸体系、pHpH有可能等于负值有可能等于负值、pHpH相同的强酸和弱酸中相同的强酸和弱酸中c(H+)相相同同, ,物质的量浓度也相同。物质的量浓度也相同。pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 酸性增强酸性增强中中 性性碱性增强碱性增强250 1001 1012 1023 1034 1045 1056 1067 1078 1089 10910 101011 101112 101213 101314 101
16、4中中性性pHC(H) C(OH-)10-1410-1310-1210-1110-1010-910-810-710-610-510-410-310-210-1100酸性酸性碱性碱性增强增强增强增强0 1001 1012 1023 1034 1045 1056 1067 1078 1089 10910 101011 101112 101213 101314 1014pH pH 越小越小, ,c(Hc(H+ +) ) 越大越大酸性酸性越强;越强;pH pH 越大,越大, c(OHc(OH- -) ) 越大越大, ,碱性碱性越越强。强。结合结合pH与与c(H+)的关系,的关系,思考溶液酸碱性与思考溶
17、液酸碱性与pH的关系的关系25pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 酸性增强酸性增强中中 性性碱性增强碱性增强1001 1、100100时纯水的时纯水的pHpH为为6 6,小于,小于7 7,因而,因而此时纯水呈酸性此时纯水呈酸性2 2、1010时纯水的时纯水的pHpH比比6060时纯水的时纯水的pHpH大大练习练习错,呈中性错,呈中性对对(1)(1)广范广范pHpH试纸试纸 精密精密pHpH试纸试纸 用镊子截取用镊子截取1-2cmPH1-2cmPH试纸于洁净干燥的表面试纸于洁净干燥的表面皿或是玻璃片上,用干净的玻璃棒蘸取待皿或是玻璃片上,用干净的玻璃棒蘸取待测液点在测液点在PHP
18、H试纸中部试纸中部, ,待试纸显色稳定后与待试纸显色稳定后与标准比色卡对照,读出标准比色卡对照,读出PHPH。试纸使用时不试纸使用时不能用水润湿能用水润湿, ,且所测数值为整数且所测数值为整数2、 pH的测定方法的测定方法pH试纸试纸(定量粗略测量定量粗略测量)pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 强酸性强酸性 弱酸性弱酸性 中性中性 弱碱性弱碱性 强碱性强碱性红红 色色橙橙红红色色橙橙黄黄色色浅浅草草绿绿色色深草深草绿色绿色蓝色深蓝色蓝色深蓝色黄黄色色蓝蓝紫紫色色(整数位整数位)讨论:讨论: pH试纸的使用试纸的使用能否直接把能否直接把pH试纸伸到待测液
19、中?试纸伸到待测液中?是否要先湿润是否要先湿润pH试纸后,再将待测液滴到试纸后,再将待测液滴到pH试纸上?试纸上?能否用广泛能否用广泛pH试纸测出试纸测出pH=7.1来?来? 标准比色卡中的数据都是整数标准比色卡中的数据都是整数如用湿润的如用湿润的pH试纸检验待测液,对该溶液试纸检验待测液,对该溶液pH值的测定:值的测定:A、一定有影响、一定有影响 B、偏大、偏大 C、偏小、偏小 D、不确定、不确定注意:不能用水润湿要放在玻璃片注意:不能用水润湿要放在玻璃片(或表面或表面皿皿)上用玻璃棒蘸待测液滴于试纸上上用玻璃棒蘸待测液滴于试纸上pH计计(定量精确测量定量精确测量)(小数位小数位)( 广东卷
20、)下列可用于测定溶液广东卷)下列可用于测定溶液pH且精确度最高的且精确度最高的是是( )( ) (A)酸碱指示剂酸碱指示剂 (B)pH计计 (C)精密精密pH试纸试纸 (D)广泛广泛pH试纸试纸BpH= -lg c(H+)练习练习1、pH试纸使用操作中正确的是(试纸使用操作中正确的是( )A.将将pH试纸的一端浸入溶液,观察颜色的变化试纸的一端浸入溶液,观察颜色的变化B.将将pH试纸浸入溶液一会儿,再取出跟标准比试纸浸入溶液一会儿,再取出跟标准比色卡相比较色卡相比较C.用洁净的玻璃棒沾取被测溶液,滴在用洁净的玻璃棒沾取被测溶液,滴在pH试纸试纸上,颜色变化后与比色卡对照上,颜色变化后与比色卡对
21、照D.先将先将pH试纸用蒸馏水润湿,再用洁净的玻璃试纸用蒸馏水润湿,再用洁净的玻璃棒沾取被测溶液,滴在棒沾取被测溶液,滴在pH试纸上,颜色变化后与试纸上,颜色变化后与比色卡对照比色卡对照C人体几种体液和代谢产物的正常人体几种体液和代谢产物的正常pHpH人体体液和代谢产物都有正常的人体体液和代谢产物都有正常的pHpH范围,测定人体范围,测定人体体液和代谢产物的体液和代谢产物的pHpH,可以帮助了解人的健康状况。,可以帮助了解人的健康状况。一些体液和代谢产物的正常一些体液和代谢产物的正常pHpH如上图所示。如上图所示。 四、四、pH值的应用值的应用1、人体健康、人体健康人体内的各种体液都有一定的人
22、体内的各种体液都有一定的pH,当体内的酸碱平衡失调时,血液的当体内的酸碱平衡失调时,血液的pH是诊断疾病的一个重要参数。是诊断疾病的一个重要参数。2、日常生活、日常生活人们洗发时使用的护发素,其主要功人们洗发时使用的护发素,其主要功能也是调节头发的能也是调节头发的pH使之达到适宜的使之达到适宜的酸碱度。酸碱度。3、环保领域、环保领域酸性或碱性废水的处理常常利用中和酸性或碱性废水的处理常常利用中和反应。反应。1、强酸与强酸混合:、强酸与强酸混合:强酸强酸:c电离电离c (H+)强酸强酸:c电离电离c (H+)c (H+)混合混合-lgpH( (二二) )溶液混合溶液混合pH计算计算 例例在在25
23、25时,时,pH=1pH=1的盐酸溶液的盐酸溶液1L1L与与pH=4pH=4的盐酸溶液的盐酸溶液1000L1000L混合,混合后溶液的混合,混合后溶液的pHpH等等于多少?于多少?关键:关键:1 1、抓住氢离子进行计算!、抓住氢离子进行计算!2 2、当相加、减的两个量相差、当相加、减的两个量相差100100倍以上时,小的倍以上时,小的可忽略可忽略pH=-lgc(H+)=-lgc((1101+1000104)/(1+1000))=-lgc(2104 )=4-lg2=3.7在在2525时,时,pHpH值等于值等于1 1的盐酸溶液和的盐酸溶液和pHpH值等于值等于4 4的的硫酸溶液等体积混合硫酸溶液
24、等体积混合pHpH值等于多少?值等于多少?解解:pH=-lgH+=-lg(1101+1104)/(1+1)=-lg5102=2-lg5=1.3关键:关键:抓住氢离子进行计算!抓住氢离子进行计算!两种强酸等体积混合,两种强酸等体积混合, pHpH22时时混合液混合液pH pH 小小 lg2 pH小小0.3pH=2pH=2的盐酸和的盐酸和pH=4pH=4的盐酸溶液等体积的盐酸溶液等体积混合后,所得溶液的混合后,所得溶液的pHpH。pH=3pH=3的盐酸和的盐酸和pH=6pH=6的硫酸溶液等体积的硫酸溶液等体积混合后,所得溶液的混合后,所得溶液的pHpH。两种两种pHpH不同的强酸等体积混合时不同的
25、强酸等体积混合时 pHpH22时,时, pHpH混混=pH=pH小小+0.3+0.3练习练习2.33.3计算计算10mL 0.1mol/L HCl和和10mL 0.05 mol/L H2SO4混合溶液的混合溶液的pH解:解: c (H+)0.110.1 mol/L c (H+) 0.0520.1 mol/L c (H+)混合混合Lmol /1 . 0 20101 . 0101 . 0 pH - lg 0.1 1练习:练习:pH2的盐酸溶液和的盐酸溶液和0.00005 mol/L的硫酸溶液等体积混合,试计算混合的硫酸溶液等体积混合,试计算混合溶液的溶液的pH值值 解:解:c (H+)0.01 m
26、ol/L c (H+)0.0000520.0001 mol/L c (H+)混合混合LmolVVV/005.020001.001.0pH- lg 0.005 = 2+lg2 = 2.3思考:怎样计算强碱与强碱混合溶液的思考:怎样计算强碱与强碱混合溶液的pH值?值?强碱与强碱混合:强碱与强碱混合:强碱强碱:C电离电离C (OH)强碱强碱:C电离电离C (OH)C (OH)混合混合-lgpHKwC (H+)混合混合-lgpOH14-pOH解:解:=-lg2+11=10.7例:在例:在2525时,时,pH值等于值等于9 9和和pH值等于值等于1111的两种氢氧的两种氢氧化钠溶液等体积混合化钠溶液等体
27、积混合pH值等于多少?值等于多少?OH=( 1 105+1103)/(1+1)H+=10-14/OH-pH=-lg10-14/(10-3/2)两种两种pHpH不同的强碱不同的强碱等体积等体积混合时混合时pHpH2 2 时,时, pH pH pH pH 大大 lg2=pHlg2=pH大大- 0.3 - 0.3 pH=13 的的Ba(OH)2 溶液与溶液与pH=10的的NaOH溶液体积比按溶液体积比按1 3混合后的混合后的pH_。pH=13 的的Ba(OH)2 溶液与溶液与pH=10的的NaOH溶液体积比按溶液体积比按1 1混合后的混合后的pH_。12.712.4练习练习计算:、计算:、pH=13
28、和和pH11的强碱的强碱 、pH=1和和pH=3的强酸等体积混合的混合液的强酸等体积混合的混合液的的pH值值解:、解:、pH混混 pH大大0.3130.312.7、pH混混 pH小小0.310.31.3想一想:强酸强碱混合,混合溶液的想一想:强酸强碱混合,混合溶液的pH值值怎样计算?怎样计算?将将pH=8的氢氧化钠溶液与的氢氧化钠溶液与pH=10的氢氧化钠溶液等体积的氢氧化钠溶液等体积混合后,溶液中的氢离子浓度最接近于混合后,溶液中的氢离子浓度最接近于 ( )A、 molL-1 B、 molL-1C、(10-810-10)molL-1 D、210-10 molL-1 2101010821010
29、46D例、例、25 时,时,10mL 0.1mol/L NaOH和和10mL 0.05 mol/L Ba(OH)2混合,计混合,计算混合溶液的算混合溶液的pH值值解:解:c(OH)0. 1 c (OH)0.0520.1c (OH)混合混合Lmol /1 . 020101 . 0101 . 0 c(H+)混合混合Lmol /101 .0101314 pH lg 1013 = 13或或pOH lg 0.1 = 1pH 14 1=13强酸与强碱溶液反应后溶液强酸与强碱溶液反应后溶液pHpH求算:求算:酸过量:则酸过量:则c c(H(H+ +)=)=碱过量:则碱过量:则c(OH-)=c(H+)V1-
30、c(OH-)V2 V1+V2c(OH+)V2- c(H+)V1 V1+V2c(H+)= Kw/ c(OH-) 在在2525时,时,100ml 0.6mol/L100ml 0.6mol/L的盐酸与等体积的盐酸与等体积0.4mol/L0.4mol/L的的NaOHNaOH溶液混合后溶液混合后, ,溶液的溶液的pHpH等于多少?等于多少?关键:酸过量抓住氢离子进行计算!关键:酸过量抓住氢离子进行计算!NaOH + HCl=NaCl+H2O0.060.04pH= - lgc(H+)=-lg0.02/(0.1+0.1)=-lg101=1强酸与强碱混合强酸与强碱混合酸过量酸过量例:在例:在25时,时,100
31、ml0.4mol/L的盐酸与等体积的盐酸与等体积0.6mol/L的氢氧化钠溶液混合后的氢氧化钠溶液混合后,溶液的溶液的pH值等于值等于多少?多少?解:解:NaOH+HCl=NaCl+H2O0.040.06关键:关键:碱过量抓住氢氧根离子进行计算!碱过量抓住氢氧根离子进行计算!OH=0.1(0.6-0.4)/0.2H+=10-14/OH= 10-14/0.1pH=-lg10-13= 13强酸与强碱混合强酸与强碱混合碱过量碱过量例、某强酸溶液例、某强酸溶液pH=pH=a a,强碱溶液,强碱溶液pH=pH=b b,已知,已知a ab b1212,酸碱溶液混合,酸碱溶液混合pH=7pH=7,则酸溶液体
32、积,则酸溶液体积V V( (酸酸) )和碱溶液体积和碱溶液体积V V( (碱碱) )的正确关系为的正确关系为 ( )A.A.V V( (酸酸)=10)=102 2V V( (碱碱) B) BV V( (碱碱)=10)=102 2V V( (酸酸).).C CV V( (酸酸) )2 2V V( (碱碱) D.) D.V V( (碱碱) )2 2V V( (酸酸) )B强酸与强碱混合强酸与强碱混合恰好反应恰好反应两溶液等体积混合两溶液等体积混合稀释后所得溶稀释后所得溶液的液的PH甲溶液甲溶液乙溶液乙溶液PH=3的的HClPH=5的的HClPH=2的的HClPH=5的的HClPH=9的的NaOHP
33、H=11的的NaOHPH=9的的NaOHPH=12的的NaOHPH=4的的HClPH=10的的NaOHPH=3的的HClPH=9的的NaOHPH=5的的HClPH=11的的NaOH3.32.310.711.773.310.7(1 1)pHpH为为1212的的NaOHNaOH溶液和溶液和pHpH为为2 2的醋酸溶液等体积的醋酸溶液等体积相混合,则混合液呈相混合,则混合液呈_性性(2 2)pHpH为为1212的氨水和的氨水和pHpH为为2 2 的盐酸等体积相混合,的盐酸等体积相混合,则混合液呈则混合液呈 _性性(3 3)pHpH为为2 2的盐酸和的盐酸和pHpH为为12 12 的某碱等体积相混合,
34、的某碱等体积相混合,则混合液则混合液pH_pH_(4 4)pHpH为为1212的的NaOHNaOH溶液和溶液和pHpH为为2 2的某酸溶液等体积的某酸溶液等体积相混合,则混合液相混合,则混合液pHpH _ _酸酸碱碱7 77 7强酸的稀释:强酸的稀释:例:取例:取1mL pH=3的硫酸溶液加水稀释到的硫酸溶液加水稀释到100mL,溶液的,溶液的 pH变为多少?变为多少?解:解:c(H+) = pH = - lgc(H+) = - lg10-5 = 510-3 mol/L10-3 L=10-5 mol/L10-1 L=n(H+) VH2SO4(aq)若上述溶液加水稀释到体积为原来的若上述溶液加水
35、稀释到体积为原来的1000倍,倍,则溶液的则溶液的pH变为多少?变为多少?若稀释到体积为原来的若稀释到体积为原来的105倍,则溶液的倍,则溶液的pH变为多少?变为多少?102103pH = 6pH = 8pH 接近于接近于773pHV水水5、酸碱的稀释问题、酸碱的稀释问题强酸强酸 弱酸稀释弱酸稀释例:例:pH=2的盐酸稀释的盐酸稀释10倍后倍后pH=? pH=2的醋酸稀释的醋酸稀释10倍后倍后pH=?结论:稀释结论:稀释10倍倍pH变化(增大)变化(增大)133盐酸盐酸醋酸醋酸V水水32pH10倍倍稀释相同倍数时稀释相同倍数时pH:盐酸醋酸:盐酸醋酸稀释到相同稀释到相同pH时时稀释的倍数:稀释
36、的倍数:醋酸盐酸醋酸盐酸弱酸稀释:弱酸稀释:(1 1)PH=aPH=a的弱酸稀释的弱酸稀释1010n n倍后倍后, PH, PH增大的增大的量小于量小于n n,即,即 a aPHPHa+na+n(2)PH(2)PH值相同的两酸溶液稀释相同倍数后,值相同的两酸溶液稀释相同倍数后,酸性强的酸酸性强的酸PHPH值变化大值变化大 弱酸的稀释:弱酸的稀释: 将将pH=5pH=5的的醋酸醋酸溶液稀释。溶液稀释。 稀释稀释1010倍,求倍,求pHpH(范围)(范围) 要使醋酸的要使醋酸的pHpH由由5 5 变到变到 6 6,加水稀释,加水稀释_10_10倍倍( (填填 、=) =) 因为稀释因为稀释1010
37、倍,倍,pHpH小于小于6 6,所以如,所以如pH=6pH=6,要大于要大于1010倍倍(5-6)有相同有相同pH的三种酸的三种酸HX、HY、HZ的溶液,的溶液,稀释相同倍数后,稀释相同倍数后,pH的变化值依次增大,的变化值依次增大,则则HX、HY、HZ的酸性由强到弱的顺序是的酸性由强到弱的顺序是 A、HX. HY. HZ B、HZ. HY. HXC、HX. HZ. HY D、HY. HZ. HXB BB B酸酸HAHA、HBHB两溶液的两溶液的pHpH值为值为3 3,且体积相同,加,且体积相同,加水稀释两溶液,水稀释两溶液,PHPH值与加入水的体积关系如图值与加入水的体积关系如图所示,则两者
38、酸性较强的是所示,则两者酸性较强的是加水体积加水体积pHpHHBHBHAHAHBHB强碱的稀释强碱的稀释例:取例:取 pH=11的的NaOH溶液与水按溶液与水按1:99的体积比混合后的体积比混合后, 溶液的溶液的pH变为多少?变为多少?解:解:稀释前稀释前c(OH-) = 10-3 mol/L10-3mol/L=10-5 mol/L1+99若上述溶液加水稀释到体积为原来的若上述溶液加水稀释到体积为原来的1000倍,倍,则溶液的则溶液的pH变为多少?变为多少?若稀释到体积为原来的若稀释到体积为原来的105倍,则溶液的倍,则溶液的pH变为多少?变为多少?103pH = 8pH = 6pH 接近于接
39、近于7原来的原来的102稀释后稀释后c(OH-) =稀释后溶液的稀释后溶液的pH = 9Kwc(OH-)c(H+)= =110-9 mol/L117pHV水水117pHV水水3弱碱稀释弱碱稀释例:例:pH=12的的NaOH溶液稀释溶液稀释10倍后倍后pH=? pH=12的氨水稀释的氨水稀释10倍后倍后pH=?结论:稀释结论:稀释10倍倍pH变化(减小)变化(减小)1.1111NaOH氨水氨水V水水1211pH10倍倍稀释相同倍数时稀释相同倍数时pH:氨水氨水NaOH稀释到相同稀释到相同pH时时稀释的倍数:稀释的倍数:氨水氨水NaOH弱碱的稀释弱碱的稀释弱碱稀释:弱碱稀释:(1 1)PH=bPH
40、=b的弱碱稀释的弱碱稀释1010n n倍后倍后, PH, PH减小的量减小的量小于小于n n ,即,即b-nb-nPHPHb b(2)PH(2)PH值相同的两碱溶液稀释相同倍数后,值相同的两碱溶液稀释相同倍数后,碱性强的碱碱性强的碱PHPH值变化大值变化大 小小 结结酸或碱的酸或碱的稀释与稀释与pHpH的关系的关系强酸强酸pH=a,加水稀释,加水稀释10n倍,则倍,则pH=a+n;弱酸弱酸pH=a,加水稀释,加水稀释10n倍,则倍,则pHb-n;酸、碱溶液无限稀释时,酸、碱溶液无限稀释时,pH只能接近只能接近7,但酸,但酸 不能大于不能大于7,碱不能小于,碱不能小于7;对于浓度(或对于浓度(或
41、pH)相同的强酸和弱酸,稀释相同倍数,)相同的强酸和弱酸,稀释相同倍数,强酸的强酸的pH变化幅度大。(强碱、弱碱相似)变化幅度大。(强碱、弱碱相似)酸碱中和滴定酸碱中和滴定一、酸碱中和滴定基本原理:一、酸碱中和滴定基本原理:1、化学分析的分类:鉴定物质组成成分,叫、化学分析的分类:鉴定物质组成成分,叫做做;测定物质组成成分的含量,叫;测定物质组成成分的含量,叫做做;定性分析定性分析定量分析定量分析酸碱中和滴定就是一种基本定量分析方法酸碱中和滴定就是一种基本定量分析方法2、酸碱中和滴定的定义:用已知、酸碱中和滴定的定义:用已知 来测定来测定 的定量分析方法叫做酸碱中和滴的定量分析方法叫做酸碱中和
42、滴定;定;物质的量浓度物质的量浓度碱(或酸)碱(或酸)的酸(或碱)的酸(或碱)未知物质的量浓度的未知物质的量浓度的一、酸碱中和滴定基本原理一、酸碱中和滴定基本原理 :H+OH=H2O酸碱中和滴定酸碱中和滴定3、原理:中和反应中、原理:中和反应中 当当n(H+)=n(OH-),完全中和完全中和对于一元酸与碱反应时:对于一元酸与碱反应时:4 4、关键:、关键: 准确测出参加反应的两种溶液的体积。准确测出参加反应的两种溶液的体积。准确判断中和反应是否恰好进行完全。准确判断中和反应是否恰好进行完全。)()()()(.BOHHAHABOHVVcc)()()()(.HABOHBOHHAVVcc已知物质的量
43、的浓度的酸(或碱)已知物质的量的浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的来测定未知浓度的碱(或酸)的方法方法 2.酸碱中和滴定所需的仪器酸碱中和滴定所需的仪器 酸式滴定管酸式滴定管 碱式滴定管碱式滴定管 锥形瓶锥形瓶 铁架台铁架台 滴定管夹滴定管夹 容量瓶容量瓶2.仪器仪器 烧杯烧杯2、仪器:、仪器:用作中和反应容用作中和反应容器,盛装待测液器,盛装待测液用于配制标准液用于配制标准液中和滴定中和滴定主要实验仪器主要实验仪器量取液体量取液体常用仪器常用仪器: :量筒、移液管、滴定管量筒、移液管、滴定管v量筒:量筒:粗量仪,粗量仪,10mL量筒最小分刻量筒最小分刻度为度为0.1mL、 读数精确
44、到读数精确到0.1mL,无,无“0”刻度。刻度。v移液管:移液管:精量仪,读数精确到精量仪,读数精确到0.01mL准确量取一定量的试液准确量取一定量的试液(中和滴中和滴定时用来量取待测液)定时用来量取待测液)放放置置滴滴定定管管酸式滴定管酸式滴定管碱式滴定管碱式滴定管滴定管用于滴定管用于测定标准液测定标准液或待测液的或待测液的准确体积准确体积滴定管的构造特点:滴定管的构造特点:酸式滴定酸式滴定管管,碱式滴定管碱式滴定管。玻璃活塞玻璃活塞橡皮套加玻璃珠橡皮套加玻璃珠滴定管滴定管上有刻上有刻度线,度线,标明了标明了最大体最大体积和使积和使用温度用温度想一想:量筒的构造与滴定管想一想:量筒的构造与滴
45、定管有何不同?有何不同?量筒量筒“0”刻度线,其刻度由下刻度线,其刻度由下到上读数到上读数,最大刻度线,最大刻度线在其在其。没有没有由小到大由小到大上方上方普通滴定管的精密度为普通滴定管的精密度为 mL0.01滴定管的滴定管的“0”刻度线刻度线,但并未在,但并未在,滴定管,滴定管上的刻度由上到下,读数上的刻度由上到下,读数,最大刻度线在滴定管,最大刻度线在滴定管。上方上方最上方最上方由小到大由小到大下方下方2022-4-13823)滴定管使用注意事项:滴定管使用注意事项:酸式滴定管:酸式滴定管:不能盛放碱液、水解显碱性的盐溶液、不能盛放碱液、水解显碱性的盐溶液、氢氟酸氢氟酸碱式滴定管:碱式滴定
46、管:不能盛放酸性溶液和强氧化性溶液不能盛放酸性溶液和强氧化性溶液滴定管下端有气泡,必须排除;滴定管下端有气泡,必须排除;排除方法为:排除方法为:滴定管使用前,应检查滴定管下端滴定管使用前,应检查滴定管下端是是否漏液和存在气泡否漏液和存在气泡滴定管读数必须滴定管读数必须刻度线刻度线平视平视俯视刻度线,读数结俯视刻度线,读数结果果仰视刻度线,读数结仰视刻度线,读数结果果偏低偏低偏高偏高待测液:待测液: 选择原则选择原则 标准液:标准液:已知浓度的溶液已知浓度的溶液未知浓度的溶液未知浓度的溶液指示剂指示剂作用:通过指示剂作用:通过指示剂变化确定终点变化确定终点 变色明变色明显、显、 灵敏,终点与变色
47、范围一致灵敏,终点与变色范围一致1试剂:试剂:颜色颜色 酸碱指示剂的颜色变化是在一定的酸碱指示剂的颜色变化是在一定的pHpH值范围值范围内发生的。我们把指示剂发生颜色变化的内发生的。我们把指示剂发生颜色变化的pHpH值范值范围叫做围叫做指示剂的变色范围指示剂的变色范围。pHpH1 2 1 2 3.13.1 4.44.4 5 5 6 7 6 7 8 8 9 9 1010 11 12 13 14 11 12 13 14甲基橙甲基橙红色红色橙色橙色黄色黄色石蕊石蕊红色红色紫色紫色蓝色蓝色酚酞酚酞无色无色浅红浅红色色红色红色(1) 酸碱指示剂(定性测量范围)酸碱指示剂(定性测量范围)3.酸碱指示剂的变
48、色范围酸碱指示剂的变色范围指示剂指示剂pH变色范变色范围围酸色酸色碱色碱色甲基橙甲基橙3.14.4红色红色黄色黄色石蕊石蕊5.08.0红色红色蓝色蓝色酚酞酚酞8.210.0无色无色红色红色883、指示剂选择总结:、指示剂选择总结:强酸与强碱互相滴定时,可选择酚酞或甲基橙。强酸与强碱互相滴定时,可选择酚酞或甲基橙。 情况情况选用指示剂选用指示剂 终点的颜色变化终点的颜色变化强酸滴定强碱强酸滴定强碱 酚酞酚酞 强酸滴定强碱强酸滴定强碱 甲基橙甲基橙 强碱滴定强酸强碱滴定强酸 酚酞酚酞强碱滴定强酸强碱滴定强酸 甲基橙甲基橙由由粉红色粉红色变成无色(回滴又红)变成无色(回滴又红)由黄色变成变成橙色橙色
49、由无色变成由无色变成粉红色粉红色,且,且在半分钟内红色不褪去在半分钟内红色不褪去由由红色红色变成变成橙色橙色练练1下列所述仪器下列所述仪器“0”刻度位置正确的是(刻度位置正确的是( )A在量筒的上端在量筒的上端 B在滴定管上端在滴定管上端C容量瓶上端、容量瓶上端、 D在托盘天平刻度尺的右在托盘天平刻度尺的右边边B练练2:量取:量取25.00mL,KMnO4溶液可选用仪器溶液可选用仪器( )A50mL量筒,量筒,B100mL量筒量筒 C50mL酸式滴定管酸式滴定管 , D50mL碱式滴定碱式滴定管管C(以标准盐酸滴定(以标准盐酸滴定NaOH为例)为例)1、准备工作:、准备工作:、滴定管:检查、滴
50、定管:检查滴定管是否滴定管是否以及以及下端下端;滴定管洗涤:滴定管洗涤:用蒸用蒸馏水洗涤馏水洗涤酸式滴定管再用酸式滴定管再用洗涤洗涤23次、碱式滴定管用蒸馏水洗涤后再用次、碱式滴定管用蒸馏水洗涤后再用洗涤洗涤23次次 装液:装液:将标准盐酸将标准盐酸溶液装入酸式滴定管、将待测溶液装入酸式滴定管、将待测NaOH溶液装溶液装入碱式滴定管至入碱式滴定管至“0”刻度线上方刻度线上方处处并排除滴定管嘴尖处的并排除滴定管嘴尖处的; 调调整液面:整液面:将滴定管中的标准液或待测液的液将滴定管中的标准液或待测液的液面调整到面调整到(或(或以下某刻度),以下某刻度),读数读数漏液漏液是否有气泡是否有气泡标准液标
51、准液待测液待测液23cm气泡气泡“0”刻度刻度“0”刻度刻度 用用 量取一定体积的待测量取一定体积的待测液(液(NaOH)于锥形瓶中,滴入于锥形瓶中,滴入23滴指示滴指示剂(酚酞试液),待测液变成剂(酚酞试液),待测液变成2、滴定过程:、滴定过程:碱式滴定管碱式滴定管红色红色用用握活塞旋转开关,握活塞旋转开关,不断不断旋转振荡锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中旋转振荡锥形瓶,眼睛注视锥形瓶中 和滴定管和滴定管,至,至变变 成成,且,且半分钟不褪色半分钟不褪色为止,记为止,记下滴定管刻度下滴定管刻度左手左手右手右手液流速度液流速度红色红色无色无色 重复上述操作重复上述操作次,算出消耗标次,算出消耗标 准液
52、体积的准液体积的23平均值平均值色变化色变化溶液颜溶液颜锥形瓶:锥形瓶:只能用只能用洗涤,不能用洗涤,不能用洗涤洗涤蒸馏水蒸馏水待测液待测液使用滴定管时要注意的手势:使用滴定管时要注意的手势:酸式滴定管使用酸式滴定管使用注意:左手、右手、眼睛注意:左手、右手、眼睛3、结果计算:、结果计算:用上述标准液体积的平均值进行计算用上述标准液体积的平均值进行计算)()()()(酸碱酸碱VVcc 洗涤洗涤 检漏检漏 蒸馏水洗蒸馏水洗 溶液润洗溶液润洗 装液装液 排气泡排气泡调整液面并记录调整液面并记录放出待测液放出待测液 加入指示剂加入指示剂 滴定滴定 记录记录 计算。计算。一次滴定一次滴定二次滴定二次滴
53、定三次滴定三次滴定终点读数终点读数起点读数起点读数用量用量差值差值V标标NaOHV待待HClC待待HClC待待HCl平均平均酸碱中和滴定数据处理和计算:酸碱中和滴定数据处理和计算:97五五数据处理数据处理实验实验次数次数待测待测NaOH体体积积(mL)标准盐酸体积标准盐酸体积(mL)NaOH浓浓度度(mol/L)初读数初读数 末读数末读数 体积体积110.000.0511.15210.003.2014.35已知标准盐酸浓度已知标准盐酸浓度0.1000mol/LNaOH浓度浓度: 0.1113mol/L11.1011.15左手左手右手右手视线与凹液视线与凹液面水平相切面水平相切滴加速度先快后慢滴
54、加速度先快后慢眼睛注视瓶内颜色变化眼睛注视瓶内颜色变化半分钟颜色不变半分钟颜色不变滴滴定定管管保保持持垂垂直直酸式酸式碱式碱式碱式碱式(1)酸、碱式滴定管的构造以及读数准确度酸、碱式滴定管的构造以及读数准确度0.01 mL。(2) 溶液使指示剂改变颜色,发生的是化学变化。指示溶液使指示剂改变颜色,发生的是化学变化。指示剂滴加太多比将消耗一部分酸碱溶液(一般为剂滴加太多比将消耗一部分酸碱溶液(一般为12滴)滴)(3)滴定速度,先快后慢,接近滴定终点时,应一滴一摇滴定速度,先快后慢,接近滴定终点时,应一滴一摇动。动。(4)振荡半分钟溶液颜色不发生变化,达滴定终点。振荡半分钟溶液颜色不发生变化,达滴
55、定终点。(5)读数时,视线与液面的凹液面的最低处及刻度在同一读数时,视线与液面的凹液面的最低处及刻度在同一水平线上。水平线上。延伸:酸碱中和滴定操作中应注意的几个问题延伸:酸碱中和滴定操作中应注意的几个问题七、误差分析:七、误差分析:关键关键: 紧扣公式,分析紧扣公式,分析V( (标标) )的变化的变化)()()()(.待标标待VVcc 计计算算 已知已知 预先量取预先量取 滴定滴定测得测得俯视图俯视图仰视图仰视图滴定管的俯视和仰视滴定管的俯视和仰视正确正确视线视线仰视仰视视线视线正确正确读数读数仰视仰视读数读数读数偏大读数偏大正确正确视线视线俯视俯视视线视线正确正确读数读数俯视俯视读数读数读
56、数偏小读数偏小0误差产生的原因:误差产生的原因:先偏大先偏大后偏小后偏小先仰后俯先仰后俯V=V(V=V(后后)-V()-V(前前) ),偏小,偏小实际读数实际读数正确读数正确读数先俯后仰先俯后仰先偏小先偏小后偏大后偏大V=V(V=V(后后)-V()-V(前前) ),偏大,偏大实际读数实际读数正确读数正确读数滴定管的俯视和仰视滴定管的俯视和仰视2、润洗不当盛装标准液的滴定管用蒸馏水洗涤后未用盛装标准液的滴定管用蒸馏水洗涤后未用标准液润洗。标准液润洗。(2 2)盛装待测液的滴定管或移液管用蒸馏水)盛装待测液的滴定管或移液管用蒸馏水洗后未用待测液润洗。洗后未用待测液润洗。n n( (待待) )减小减
57、小(3 3)锥形瓶用蒸馏水洗后再用待测液润洗。)锥形瓶用蒸馏水洗后再用待测液润洗。V V( (标标) )减小减小c c( (待待) )减小减小n n( (待待) )增大增大V V( (标标) )增大增大c c( (待待) )增大增大若若锥形瓶中含有少量蒸馏水,对锥形瓶中含有少量蒸馏水,对c c( (待待) )是否有是否有影响?影响?答案:无影响答案:无影响V V( (标标) )增大增大c c( (待待) )增大增大)()()()(.待标标待VVcc104(1)盛装标准液的滴定管漏液。)盛装标准液的滴定管漏液。(2)盛标准液的滴定管滴前尖嘴部分留有气泡,滴定)盛标准液的滴定管滴前尖嘴部分留有气泡
58、,滴定过程中,气泡变小或消失,最后无气泡。过程中,气泡变小或消失,最后无气泡。气泡前有后无气泡前有后无,(3)滴定过程中,将标准液滴到锥形瓶外)滴定过程中,将标准液滴到锥形瓶外。3.操作不当操作不当(4)移液时,将移液管尖嘴处的残留液吹入锥形瓶中。)移液时,将移液管尖嘴处的残留液吹入锥形瓶中。V( (待待) )变多变多(5)滴定过程中,振荡锥形瓶时,不小心将待测液溅)滴定过程中,振荡锥形瓶时,不小心将待测液溅出。出。V( (标标) )增大增大c( (待待) )偏大偏大V( (标标) )增大增大c( (待待) )偏大偏大V V( (标标) )增大增大c c( (待待) )偏大偏大V V( (标标
59、) )增大增大c c( (待待) )偏大偏大V( (待待) )减少减少V( (标标) )减少减少c c( (待待) )偏小偏小)()()()(.待标标待VVcc105终点判断不准终点判断不准(1)强酸滴定弱碱时,甲基橙由黄色变为红色时停止)强酸滴定弱碱时,甲基橙由黄色变为红色时停止滴定。滴定。终点时的颜色变化应该是由黄色变为橙色,所以,终点时的颜色变化应该是由黄色变为橙色,所以,这属于判断终点过晚。这属于判断终点过晚。(2)强碱滴定弱酸时,酚酞由无色变为粉红时立即停)强碱滴定弱酸时,酚酞由无色变为粉红时立即停止滴定。止滴定。判断终点过早。判断终点过早。(3)滴定终点时滴定管尖嘴处半滴尚未滴下,
60、或一滴)滴定终点时滴定管尖嘴处半滴尚未滴下,或一滴标准液附着在锥形瓶内壁上未流下。标准液附着在锥形瓶内壁上未流下。这半滴或一滴标准液并反未应,却已被计入这半滴或一滴标准液并反未应,却已被计入V( (标标) )使使之变大,所以会造成之变大,所以会造成c( (待待) )偏大偏大。V V( (标标) )增大增大c c( (待待) )偏大偏大V V( (标标) )减少减少c c( (待待) )偏小偏小)()()()(.待标标待VVcc可能情况可能情况操作及读数操作及读数结果结果1 1、仪器的、仪器的洗涤或润洗涤或润洗洗未用标准液洗涤滴定管未用标准液洗涤滴定管未用待测液洗涤移液管或相应滴定未用待测液洗涤
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