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文档简介
第二节水的电离和溶液的pH
第三章水溶液中的离子反应与平衡第2课时溶液的酸碱性与pH01溶液的酸碱性赵健meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang86021.溶液的酸碱性与c(H+)、c(OH-)的关系溶液的酸碱性由c(H+)和c(OH-)相对大小决定碱性溶液:c(H+)
c(OH-)中性溶液:c(H+)
c(OH-)=酸性溶液:c(H+)
c(OH-)><溶液的酸碱性取决于c(H+)和c(OH-)相对大小c(H+)
1.0×10-7mol/L
c(OH-)
1.0×10-7mol/Lc(H+)
1.0×10-7mol/Lc(OH-)
1.0×10-7mol/L<<>c(H+)
1.0×10-7mol/L
c(OH-)
1.0×10-7mol/L==>常温下与1.0×10-7mol/L有关Kw=1×10-14(25℃)“pH”是由丹麦化学家彼得·索仑森1909年提出的。索伦森在20世纪初是嘉士伯实验室的主任,这个实验室是由著名啤酒公司建立的,旨在推进酿造科学。在酿造阶段要化验啤酒中所含H+浓度。每次化验结果都要记录许多个零,很麻烦。经过长期潜心研究,他发现用H+浓度的负对数来表示酸碱性非常方便,并把它称为溶液的pH(p代表德语Potenz,意思是浓度,H代表H+)。就这样“pH”成为表述溶液酸碱度的一种重要数据。【科学史话】定义:化学上常采用H+浓度的负对数来表示溶液的酸碱性。表示方法:pH=-lgc(H+)使用范围:稀溶液(当c(H+)或c(OH-)<1mol/L时用pH表示酸碱性)meiyangyang86022.溶液的酸碱性的表示方法------pHc(H+)=10-pH赵健02溶液的酸碱性与pH的关系meiyangyang8602meiyangyang8602常温时:KW=c(H+)·c(OH-)=1×10-14c(H+)=1×10-7pH=﹣lgc(H+)=7①
当c(H+)=10-7mol/L,pH=7,溶液呈中性。
②
当c(H+)>10-7mol/L,pH<7,溶液呈酸性。③
当c(H+)<10-7mol/L,pH>7,溶液呈碱性。思考:pH=7的溶液一定呈中性吗?T/℃01020254050100Kw/10-140.1140.2920.6811.002.925.4755.0H2OH+
+OH-KW=1×10-14c(H+)=1×10-7pH=﹣lgc(H+)=7Kw=55×10-14≈1.0×10-12c(H+)=1×10-6pH=﹣lgc(H+)=6溶液的pH一定要注意温度结论:1.判断溶液酸碱性的根本方法:比较c(H+)和c(OH-)的相对大小;2.用pH大于、等于或小于7作判据只适用于25℃的稀溶液。(溶液呈中性的标志是c(H+)=c(OH-),此时pH不一定为7。所以并不是pH=7的溶液一定是中性溶液)3.任意水溶液中c(H+)≠0,但pH可为0,此时c(H+)=1mol/L(1)在25℃时,某溶液中由水电离出的c(H+)=1×10-12mol·L-1,则该溶液的pH一定是12(
)(2)升高温度,纯水的pH变为6,则此时纯水显酸性(
)(3)溶液中c(H+)>c(OH-)时,溶液显酸性(
)××√(4)练习meiyangyang8602溶液的酸碱性与pH的关系√03pH的计算赵健meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602
pH的计算溶液pH的计算原理关键是先求出C(H+)
(1)强酸溶液由C(H+)直接求出pH(2)强碱溶液由C(OH-)先求出C(H+)再求pH计算类型单一溶液的PH计算混合溶液的PH计算溶液的稀释例:常温下,计算0.005mol/L硫酸溶液的pH。例:常温下,计算0.01mol/L氢氧化钠溶液的pH。pH=-lgc(H+)=-lg10-2=2c(H+)=0.005×2=0.01mol/Lc(OH-)
=0.01mol/Lc(H+)=c(OH-)KWpH=-lgc(H+)=-lg10-12=120.0110-14=10-12mol/L
=①强酸溶液②强碱溶液先算c(H+),再求pH先算c(OH-),再根据Kw算c(H+),最后求pH1.单一溶液的PH计算练习1:常温下,0.05mol/L的H2SO4溶液的pH为______,0.01mol/L的NaOH溶液的pH为_______,pH=13的Ba(OH)2溶液的浓度为_______。1120.05mol/L③弱酸、弱碱例.常温下浓度为0.01mol/L的CH3COOH溶液的电离度为1%,求该溶液的PH值。解:pH=-lgc(H+)=5练习2:已知CH3COOH的电离常数Ka=2×10-5,计算浓度为0.5mol/L的醋酸溶液的pH。Ka=c(H+)·c(CH3COO-)c(CH3COOH)c(H+)=mol·L-1CH3COOHCH3COO-+H+2.混合溶液的PH计算强酸与强酸混合强酸Ⅰ:cⅠ电离c(H+)Ⅰ强酸Ⅱ:cⅡ电离c(H+)Ⅱc(H+)混合-lgpH常用值lg2=0.3lg3=0.5lg5=0.7例:pH=2的盐酸溶液和0.00005mol/L的硫酸溶液等体积混合,试计算混合溶液的pH
解:c(H+)Ⅰ=0.01mol/Lc(H+)Ⅱ=0.00005×2=0.0001mol/Lc(H+)混合=pH=-lg0.005=2+lg2=2.3练习3:在25℃时,pH值等于1的盐酸溶液和pH值等于4的硫酸溶液等体积混合pH值等于多少?解:pH=-lgc(H+)=-lg(1×10—1+1×10—4)/(1+1)=-lg5×10—2=2-lg5=1.3强碱Ⅰ:强碱Ⅱ:Kw-lg14-pOHcⅠ电离c(OH—)ⅠcⅡ电离c(OH—)Ⅱ-lgpHc(OH—)c(H+)强碱与强碱混合例:10mL0.1mol/LNaOH和10mL0.05mol/LBa(OH)2混合,计算混合溶液的pH解:c(OH-)Ⅰ=0.1c(OH-)Ⅱ=0.05×2=0.1c(OH-)混合=c(H+)混合=pH=-lg10-13=13或pOH=-lg0.1=1解:=-lg2+11=10.7练习4:在25℃时,pH值等于9和pH值等于11的两种氢氧化钠溶液等体积混合pH值等于多少?c(OH-)=(1×10—5+1×10—3)/(1+1)c(H+)=10-14/c(OH-)pH=-lg10-14/(10-3/2)强酸、强碱混合后溶液pH的计算两种溶液等体积混合且pH相差大于等于2两种强碱等体积混合,混合液pH=pH大-lg2=pH大-0.3两种强酸等体积混合,混合液pH=pH小+lg2=pH小+0.3强酸与强碱混合首先判断混合液呈酸性还是碱性pH=7a.恰好中和b.酸过量c.碱过量练习5:在25℃时,100mlO.6mol/L的盐酸与等体积0.4mol/L的氢氧化钠溶液混合后,溶液的pH值等于多少?解:NaOH+HCl=NaCl+H2O0.060.04pH=-lgc(H+)=-lg0.02/(0.1+0.1)=-lg10—1=1练习6:在25℃时,100mlO.4mol/L的盐酸与等体积0.6mol/L的氢氧化钠溶液混合后,溶液的pH值等于多少?解:NaOH+HCl=NaCl+H2O0.040.06c(OH-)=0.1(0.6-0.4)/0.2c(H+)=10-14/c(OH-)=10-14/0.1pH=-lg10-13=132.溶液的稀释
强酸的稀释例1:在25℃时,pH值等于3的盐酸溶液稀释到原来的100倍,pH值等于多少?若稀释到体积为原来的105倍,则溶液的pH变为多少?解:pH=-lg[H+]=-lg1.0×10-5=5[H+]==1.0×10-5mol/L规律1:强酸pH=a,加水稀释10n,则pH=a+n。73pHV水若上述溶液加水稀释到体积为原来的1000倍,则溶液的pH变为多少?若稀释到体积为原来的105倍,则溶液的pH变为多少?pH=6pH=8pH接近于7
常温下,pH=4的CH3COOH溶液加水稀释到原来的10倍,溶液的pH变为多少?CH3COOHCH3COO-+H+
稀释,电离平衡正向移动,有补充电离。
c(H+)=10-4mol/L=10-5mol/L10稀释10倍pH<5无限稀释,pH无限接近于7,但小于7>结论:稀释10倍pH变化(增大)<174pHV水说明:弱酸(弱碱)在稀释过程中有浓度的变化,又有电离平衡的移动,不能求得具体数值,只能确定其pH范围。无限稀释不变性7为限。
弱酸的稀释思考:将pH=3的醋酸稀释100倍后,溶液的pH等于5吗?规律2:(1)pH=a的弱酸稀释10n倍后,pH增大的量小于n,即a﹤pH﹤a+n(2)pH值相同的两酸溶液稀释相同倍数后,酸性强的酸pH值变化大例题:在25℃时,pH值等于3的盐酸溶液稀释到原来的100倍,pH值等于多少?解:pH=-lgc(H+)=-lg1.0×10-5=5关键:抓住氢离子进行计算!c(H+)=
=1.0×10-5mol/L例题:在25℃时,pH值等于12的强碱溶液稀释到原来的100倍,pH等于多少?解:稀释前:c(OH-)=稀释后:c(OH-)==1×10-2mol/L=1×10-4mol/Lc(H+)=1×10-14/10-4=1×10-10mol/LpH=-lg1×10-10=10关键:抓住氢氧根离离子进行计算!加水稀释相同的倍数醋酸的pH大强酸的pH变化程度大加水稀释到相同的pH盐酸加入的水多一强一弱(以强酸、弱酸为例)比较图像题的分析方法①相同体积、相同浓度的盐酸、醋酸加水稀释,pH变化越陡越强②相同体积、相同pH的盐酸、醋酸pH=m时都加水稀释10n倍,强酸pH=m+n弱酸m<pH<m+npH=m时加水稀释相同的pH,醋酸加入的水多V1<V2强碱溶液的稀释解:稀释前c(OH-)=10-3mol/L10-3mol/L=10-5mol/L1+99若上述溶液加水稀释到体积为原来的1000倍,则溶液的pH变为多少?若稀释到体积为原来的105倍,则溶液的pH变为多少?103pH=8pH=6pH接近于7原来的102稀释后c(OH-)=稀释后溶液的pH=
9Kwc(OH-)c(H+)==1×10-9mol/L117pHV水例:取pH=11的NaOH溶液与水按1:99的体积比混合后,溶液的pH变为多少?思考:将pH=10的氨水稀释100倍后,溶液的pH是否等于8?规律4:(1)pH=b的弱碱稀释10n倍后,pH减小的量小于n,即b-n﹤pH﹤b(2)pH值相同的两碱溶液稀释相同倍数后,碱性强的碱pH值变化大。结论:强酸(碱)每稀释10倍,pH值向7靠拢一个单位。强酸pH=a,加水稀释10n倍后,pH=a+n;强碱pH=b,加水稀释10n倍后,pH=b-n.结论:弱酸(碱)每稀释10倍,pH值向7靠拢不到一个单位;弱酸pH=a,加水稀释10n倍后,a<pH<a+n;弱碱pH=b,加水稀释10n倍后,b>pH>b-n.规律1:强酸pH=a,加水稀释10n,则pH=a+n。规律3:弱酸pH=a,加水稀释10n,则a<pH<a+n。规律4:弱碱pH=b,加水稀释10n,则b>pH>b-n。规律2:强碱pH=b,加水稀释10n,则pH=b-n。规律5:酸碱无限稀释,pH只能接近于7,酸不可能大于7,碱不可能小于7。溶液稀释后pH的计算规律meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602
pH的计算溶液的稀释图像分析①pH=2的盐酸溶液加水稀释10倍后的pH是
。②pH=2的醋酸溶液加水稀释10倍后的pH是
。2<pH<33meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602
pH的计算溶液的稀释图像分析①pH=10的氢氧化钠溶液加水稀释100倍后的pH是
。②pH=10的氨水溶液加水稀释100倍后的pH是
。8<pH<108同学们自己分析并完善图像meiyangyang8602溶液的稀释稀释后所得溶液的PHPH=3的稀盐酸加水稀释100倍PH=2的稀硫酸加水稀释100倍PH=11的NaOH溶液加水稀释100倍PH=12的Ba(OH)2溶液加水稀释100倍PH=5的稀盐酸加水稀释1000倍
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