水的电离平衡

1、第二节水的电离和溶液的酸碱性一、水的电离 水是一种极弱的电解质 精确的导电性实验表明，纯水大部分以分子的形式存在，但其中也存在着极少量的H3O和OH。水中存在着微弱的电离。 H2O + H2O H3O+ + OH- 简写为：H2O H+ + OH-+-水的离子积(KW) 水达到电离平衡时，也存在着电离常数 因水的电离极其微弱，在室温下55.6mol H2O中只有110-7mol H2O电离。c(H2O)可视为常数，上式可表示为：c( H+) c( OH-)c(H2O)=K电离c( H+) c( OH-) =K电离c(H2O) =KW水的离子积(KW) 水的离子积KW可由实验测得，也可通过计算求

2、得。 由上表可知，随着温度的升高，水的离子积增大。一般在室温下，忽略温度的影响。c( H+) c( OH-) =1.010-14KW =t/0102025KW/10-140.1340.2920.6811.014050901002.925.4738.055.0思考与交流根据室温时水的电离平衡，运用平衡移动原理分析下列问题。1.酸或碱的稀溶液的密度与纯水相近，1L酸或碱的稀溶液约为1000 g，其中，H2O的物质的量近似为1000 g / 18 g /mol =55.6 mol。此时，发生电离的水是否仍为纯水状态时的110-7mol ？ 因酸电离出来的H或碱电离出来的OH对水的电离有抑制作用，所以

3、发生电离的水的物质的量小于纯水状态时的110-7mol 。思考与交流2.比较下列情况下，c (H+)和c (OH-）的值或变化趋势（增加或减少）：纯水加少量盐酸加少量氢氧化钠c (H+)c (OH-)c(H+)和c(OH-)大小比较变大 变小变小变大3.酸性溶液中是否有OH-存在？碱性溶液中是否有H+存在？溶液的酸碱性与c(H+)的关系c (H+)与c (OH-)关系25， c(H+)/molL-1 溶液酸碱性 水的离子积常数总结水的离子积常数总结Kw=c(H+) c(OH)1、表达式：、表达式：注：常数无单位注：常数无单位KW 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

4、子积。特别提示特别提示：此时的此时的c(H+)和和c(OH-)是溶液中的总量。是溶液中的总量。2、影响、影响KW的因素的因素 KW只是只是温度的函数温度的函数（与浓度无关）（与浓度无关） 温度升高，温度升高， KW值增大值增大在在任何水溶液中，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都是H+、OH-共存的。共存的。 任何水溶液中都存在任何水溶液中都存在 Kw=c(H+) c(OH) （Kw 25 =10-14 ） 含含有有H+的溶液一定是酸，含的溶液一定是酸，含OH-的溶液一定是碱吗？的溶液一定是碱吗？如：如：KW25=10-14 KW10

5、0=10-12二、 溶液的pH1.pH的定义： pH=-lg c (H+) 例：c(H+)=0.001 mol /L pH=-lg 0.001 = 3 例：c(OH-) = 0.01mol /L c(H+)=110-14 / 10-2 = 110-12 mol /L pH=-lg 110-12 = 12 溶液的pH2.pH的适用范围c(H+)1mol /L和c(OH-) 1mol /L的稀溶液。3.pH的意义（常温）9810 1113121476543210中性碱 性 增 强酸 性 增 强溶液的溶液的pH正误判断正误判断1、一定条件下、一定条件下 pH越大，溶液的酸性越强。越大，溶液的酸性越强

6、。2、用、用pH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。3、强酸溶液的、强酸溶液的pH一定大。一定大。4、pH等于等于6是一个弱酸体系。是一个弱酸体系。5、pH有可能等于负值。有可能等于负值。6、pH相同的强酸和弱酸中相同的强酸和弱酸中c(H+)相同，物质的相同，物质的量浓度也相同。量浓度也相同。 若 定义：pOH=-lg c(OH-)pKw=-l g Kw 则室温下在同一溶液中，pH、pOH与pKw之间有什么关系？-lg Kw=- lg c(H+) c(OH-) pKw = pH + pOH 因室温下 Kw = 110-14 所以：pH + pOH = 14 溶液的pH4

7、.pH的测定方法一：用pH试纸测定使用方法：用玻璃棒蘸待测液点在pH试纸上，然后与标准比色卡比较。广泛pH试纸只能得到整数值。精密pH试纸可以精确到0.1。pH试纸不可润湿，否则有可能将待测液稀释了。广泛pH试纸精密pH 试纸 溶液的pH4.pH的测定方法二：用pH计测定pH计算计算1 酸的稀释酸的稀释例题：例题：在在25时，时，pH等于等于2的盐酸溶液稀释到原来的的盐酸溶液稀释到原来的10倍，倍，pH 等于多少？稀释到等于多少？稀释到1000倍后，倍后， pH等于多少？等于多少？解：解： pH=-lgc(H+)=-lg102/10=-lg10-3=3此时不能忽视此时不能忽视H H2 2O O

8、的电离产生的的电离产生的H H。设水产生的设水产生的c c(H(H)=)=c c(OH(OH- -)=x)=x，则有：，则有：(10(108 8x)xx)x=10=10-14-14x0.95x0.951010-7-7mol/L mol/L c c(H(H+ +)=K)=KW W/c(OH/c(OH- -) )pH=-lgpH=-lg 10 10-14 -14 /0.95/0.951010-7 -7 =14-8+0.98=6.98=14-8+0.98=6.98由HCl 产生的c(H+)=10-5/1000=10-8mol/L. 在在25时，时，pH等于等于5的盐酸溶液稀释到原来的的盐酸溶液稀释到

9、原来的1000倍倍 后，后， pH等于多少？等于多少？解解pH=-lgc(H+)=-lg102/1000 =-lg10-5=5pH计算计算2 碱的稀释碱的稀释例题：在例题：在25时，时，pH等于等于9的强碱溶液稀释到原来的的强碱溶液稀释到原来的10倍，倍，pH 值于多少？稀释到值于多少？稀释到1000倍后，倍后， pH等于多少？等于多少？解：解：c(OH-)=105/1010-6pH=-lgc(H+)=-lgKW/c(OH-)=-lg10-14/10-6=8c(OH-)=10-5/1000=10-8mol/L设溶液中设溶液中c c(H(H+ +)=x,)=x,则有则有: x+(x+10: x+

10、(x+10-8-8)=10)=10-14-14解得：解得：x=0.95x=0.9510-7mol/LpH=-lg0.950.9510-7=8-0.98=7.02=lg10-8pH计算计算3 强酸与强酸混合强酸与强酸混合例题：在例题：在25时，时，pH等于等于1的盐酸溶液的盐酸溶液1L和和pH等于等于4的硫酸的硫酸 溶液溶液1000L混合混合pH等于多少？等于多少？解：解：pH=-lgc(H+)=-lg（110-1+100010-4）/（1+1000）=-lg210-4=4-lg2=3.7关键：抓住氢离子进行计算！关键：抓住氢离子进行计算！pH计算计算4 强碱与强碱混合强碱与强碱混合解：解：=4

11、-lg5=3.3例题：在例题：在25时，时，pH等于等于9和和pH等于等于11的两种氢氧化钠溶液的两种氢氧化钠溶液 等体积混合等体积混合pH等于多少？等于多少？OH=（ 1 105+1103）/(1+1)pOH=-lgc(OH)pOH=-lg510-4pH=14- pOH =10.7关键：抓住氢氧根离子离子进行计算！关键：抓住氢氧根离子离子进行计算！pH计算计算5 强酸与强碱混合强酸与强碱混合例题：在例题：在25时，时，100mlO.6mol/L的盐酸与等体积的盐酸与等体积0.4mol/L的的 氢氧化钠溶液混合后氢氧化钠溶液混合后,溶液的溶液的pH等于多少？等于多少？解：解：NaOH+HCl=

12、NaCl+H2Oc c(H(H+ +)=(0.06-0.04)mol/(0.1+0.1)L=0.1mol/L)=(0.06-0.04)mol/(0.1+0.1)L=0.1mol/Ln(NaOHn(NaOH)=0.04mol,n(HCl)=0.06mol,HCl)=0.04mol,n(HCl)=0.06mol,HCl过量。过量。pH=-lgpH=-lgc c(H(H+ +)=-lg0.1)=-lg0.1=-lg10=-lg10-1-1=1=1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！pH计算计算5 强酸与强碱混合强酸与强碱混合例题：在例题：在25时，时，100mlO.4mo

13、l/L的盐酸与等体积的盐酸与等体积0.6mol/L的的 氢氧化钠溶液混合后氢氧化钠溶液混合后,溶液的溶液的pH等于多少？等于多少？解：解：NaOH+HCl=NaCl+H2O关键：碱过量抓住氢氧根离子进行计算！关键：碱过量抓住氢氧根离子进行计算！c c(OH(OH- -)=(0.06-0.04)mol/(0.1+0.1)L=0.1mol/L)=(0.06-0.04)mol/(0.1+0.1)L=0.1mol/Ln(NaOHn(NaOH)=0.06mol,n(HCl)=0.04mol,NaOH)=0.06mol,n(HCl)=0.04mol,NaOH过量。过量。pH=-lgpH=-lgc c(H(

14、H+ +)=-lg10)=-lg10-14-14/ 0.1=13/ 0.1=13pH计算计算6 强碱与强碱混合强碱与强碱混合例题：在例题：在25时，时，pH=10与与pH=12氢氧化钠溶液等体积混合后氢氧化钠溶液等体积混合后,溶液中溶液中c(H+)等于多少？等于多少？解：解：c c(H(H+ +)=(10)=(10-10-10+10+10-12-12)mol/(1+1)L)mol/(1+1)L=0.5=0.510-10 mol/L正确的是正确的是。c c(OH(OH- -)=(10)=(10-4-4+10+10-2-2)mol/(1+1)L)mol/(1+1)L= 0.50.51010-2-2

15、 mol/L mol/Lc c(H(H+ +)=10)=10-14-14/ 0.5/ 0.51010-2-2=2=21010-12-12 mol/L mol/L关键：碱性溶液中抓住关键：碱性溶液中抓住OH-进行计算进行计算三、pH应用 1、工农业生产和科学实验中常常涉及溶液的酸碱性。 2、人们的生活健康也与溶液的酸碱性有关。 3 、酸碱中和滴定中溶液pH变化（借助酸碱指示剂的颜色变化）是判断滴定终点的依据。人体几种体液和代谢产物的正常pH:四、酸碱中和滴定用已知物质的量浓度的酸（或碱）来测定未知物质的量浓度的碱（或酸）的方法滴定终点判断的依据：溶液pH的变化。在接近滴定终点（pH=7）时，很少量（约1滴，0.04 mL）的碱或酸就会引起溶液pH的突变。此时指示剂明显的颜色变化表示反应已完全，即反应达到终点。滴定曲线0.100mol/LNaOH滴定20.00mL0.100mol/LHCl过程中的pH变化0.100m