1、第二节 水的电离和溶液的酸碱性,一、水的电离 二、溶液的酸碱性与pH 三、pH的应用,一、水的电离,水是极弱的电解质,25 1L水只有10-7mol H2O分子发生电离,多少个水分子才有1个电离？,55.6107,其中常数K与常数c(H2O)的积记为Kw,称为水的离子积常数，简称为离子积,1、水的离子积常数,KW =c（H+） c（OH-） =110-14,25时（常温）,如果温度变化Kw会如何变化?为什么?,实验测得： 在25，水电离出来的c(H+)=c(OH-)=10-7mol/L,1.1410-15 6.8110-15 110-14 5.4710-14 110-12,水的电离吸热,（1）
2、升高温度，促进水的电离，Kw增大,c(H+)=c(OH-),升高温度： 平衡向 移动, c(H ) ,c(OH-) , Kw,右,增大,增大,增大,注意：水的离子积只随温度的改变而改变,2. 影响水的电离平衡的因素,Kw适用于一定温度下任何稀的电解质溶液,对常温下的纯水进行下列操作：,(2)加入酸或碱，抑制水的电离，Kw不变。,中性 正反应 增大 增大 c(H+)=c(OH-) 增大,酸性 逆反应 增大 减小 c(H+)c(OH-) 不变,碱性 逆反应 减小 增大 c(H+)c(OH-) 不变,水的电离,水的离子积：,影响因素,KW = c（OH -） c（H+） ( 25时，KW = 1.0
3、 10 -14 ),3、无论是酸溶液还是碱溶液中都同时存在H+和OH-！,注意： 1、在任何水溶液中，均存在水的电离平衡， Kw=c(H+)c(OH-)均成立。（25时Kw =10-14 ）,2、水电离出的H+、OH-永远相等,水的离子积常数,3、溶液的酸碱性与H+、OH浓度的关系,=110-14(25),无,=10-7,=10-7,c(H+)=c(OH-),中性,左移,10-7,10-7,c(H+)c(OH-),酸性,左移,10-7,10-7,c(H+)c(OH-),碱性,溶液的酸碱性由 溶液中H+、OH-浓度相对大小决定,酸性:c(H+) c(OH-),中性:c(H+) = c(OH-),
4、碱性:c(H+) c(OH-),常温25,c(H+)10-7mol/L,c(H+) = 10-7mol/L,c(H+)10-7mol/L,无论任何温度，无论酸性、中性、碱性溶液，都存在水电离出的H+、OH-，并且由水电离出的这两种离子浓度一定相等。,判断正误：,1. 如果c(H+)不等于c(OH-)则溶液一定呈现酸碱性。,2. 在水中加酸会抑制水的电离，电离程度减小。,3. 如果c(H+)/c(OH-)的值越大则酸性越强。,4. 任何水溶液中都有c(H+)和c(OH-)。,5. c(H+)等于10-6mol/L的溶液一定呈现酸性。,6. 对水升高温度电离程度增大，酸性增强。,2. 0.1mol
5、/L的NaOH溶液中，c（OH-）=？、c（H）=？、 由水电离出的c（OH-）水=？、 c（H）水=？,1. 0.1mol/L的盐酸溶液中，c（H）=？ 、 c（OH-）=？、 由水电离出的c（OH-）水=？、 c（H）水=？,3. 0.1mol/L的NaCl溶液中，c（OH-）=？、c（H）=？,计算：,下列五种溶液中c(H+)由大到小的排列顺序 A.0. 1 molL-1的盐酸； B.0.1 molL-1的硫酸； C. 0.1 molL-1的NaOH; D. 0.1 molL-1的CH3COOH; E. 0.1 molL-1的NaCl，,BADEC,0.1mol/L,0.2mol/L,1
6、10-13mol/L,小于0.1mol/L,110-7mol/L,比较：,某溶液中由水电离产生的c(H+) = 10-12 mol/L ， 则该溶液呈酸性还是碱性？,c(H+) 水= c(OH-) 水= 10-12 mol/L若c(H+) aq= c(H+) 水= 10-12 mol/L 则 c(OH-) aq= 10-2 mol/L 溶液显碱性 若c(OH-) aq= c(OH-)水= 10-12 mol/L 则 c(H+) aq= 10-2 mol/L 溶液显酸性,逆推：,二、溶液的酸碱性与pH,讨论：KW105=10-12 在105 时，纯水中c(H+)为多少？ c(H+) 110-7m
7、ol/L是否说明105 时纯水溶液呈酸性？,不能用 c(H+)等于多少来判断溶液酸、碱性，只能通过两者相对大小比较,105 时， c(H+) = 110-7mol/L溶液呈酸性还是碱性？,计算下列溶液的pH，通过计算结果思考： 表示溶液的酸碱性什么时候用pH更加方便？ 25 10-5 mol/L盐酸 1 mol/L盐酸 2 mol/L盐酸 25 10-5 mol/LNaOH溶液 1 mol/LNaOH溶液,引入pH值意义：,表示溶液酸碱性的强弱。,用H+物质的量浓度的负对数表示,1）定义式：,pH=-lgc(H+),用pH值表示c(H+)或c(OH-)1mol/L的溶液的酸碱性不用pH表示。,
8、1、pH值,pH= -lg c(H+),pH值与溶液酸碱性的关系？,pH 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14,酸性增强,中 性,碱性增强,25,回忆初中所学常温下pH大小与溶液酸碱性的关系,中性,pH,C(H),C(OH-),10-14 10-13 10-12 10-11 10-10 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 100,酸性,碱性,增强,增强,c(H+) 越大 pH 越小 酸性越强，碱性越弱,结合pH与c(H+)的关系，思考溶液酸碱性与pH的关系,中性溶液,酸性溶液,碱性溶液,c(H+)=c(OH-
9、)=110-7mol/L,c(H+)c(OH-),c(H+)c(OH-),pH =7,pH7,pH7,思考：pH为7的溶液是否一定是中性溶液？,(25),2） 溶液的酸碱性与pH的关系,c(H+)110-7mol/L,c(H+)110-7mol/L,c(H+)c(OH-),c(H+) = c(OH-),c(H+)c(OH-),PH7,PH = 7,PH7,c(H+) 越大PH越小，酸性越强,c(OH-) 越大pH越大，碱性越强,1.甲溶液的pH3，乙溶液的pH1，则甲溶液中H+与乙溶液中H+之比为 A.100 B.1/100 C.3 D.1/3,pH相差a，H+相差10a,B,练习:,2. p
10、H=3的盐酸 pH增大1，c(H+)差多少倍？盐酸浓度差多少倍？ c(H+)相差10倍；物质的量浓度强酸相差10倍 pH=3的醋酸 pH增大1，c(H+)差多少倍？醋酸浓度差多少倍？ c(H+)相差10倍；物质的量浓度弱酸相差10倍,2、有关溶液pH的计算,(1)单一溶液的计算,pH= -lgc(H+),酸性:求c(H+) pH 碱性:求c(OH-) c(H+) pH,pH + pOH=14,C(H+) c(OH-) =1 10-14,(2)强酸、强碱的稀释,例1. pH=3的盐酸 加水稀释到原来的10倍，pH=_加水到原来的103倍，pH =_, 加水到原来的104 倍pH= _, 加水到原
11、来的106倍，pH=_,例2. pH=10的NaOH溶液加水稀释到原来的10倍，则溶液的pH=_ 加水稀释到原来的102倍，则溶液的pH=_加水稀释到原来的103倍，则溶液的pH=_加水稀释到原来的105倍，则溶液的pH=_,关键：抓住氢离子进行计算！,关键：抓住氢氧根离子离子进行计算！,4,6,接近7,接近7,9,8,接近7,接近7,结论：强酸（碱）每稀释10倍，pH值向7靠拢一个单位。,强酸溶液每稀释10倍，PH增大一个单位。,酸、碱溶液无限稀释时，pH均无限接近于7 (均要考虑水的电离)。,强碱溶液每稀释10倍，PH减小一个单位。,(3)弱酸、弱碱的稀释,结论：弱酸（碱）每稀释10倍，p
12、H值向7靠拢不到一个单位,例3. pH=3醋酸加水稀释到原来10倍，溶液的pH值范围_ pH=12氨水加水稀释到原来10倍，溶液的pH值范围_,弱酸、弱碱稀释后溶液pH的变化比强酸、强碱小。,例4. 有两瓶pH=2的溶液，一瓶是强酸，一瓶是弱酸。现只有石蕊试液、酚酞试液、pH试纸和蒸馏水，而没有其它试剂，简述如何用最简单的实验方法来判断那瓶是强酸？,34,1112,(4)强酸（碱）溶液混合,例6. pH=10和pH=8的两种NaOH溶液等体积混合，求混合溶液的pH值。,例5. pH=4和pH=5的两种盐酸溶液等体积混合，求混合溶液的pH值,结论：两种强酸溶液等体积混合，溶液的pH值等于浓溶液的
13、pH加0.3,结论：两种强碱溶液等体积混合，溶液的pH值等于浓溶液的pH减0.3,例7. 0.1L pH=2盐酸和0.1L pH=11的NaOH溶液相混合，求混合后溶液的pH值 例8. pH=2盐酸和pH=12的Ba(OH)2溶液等体积相混合，求混合后溶液的pH值。,(5)强酸、强碱溶液混合,方法：先反应-按过量的计算， 若酸过量，求c(H+)，再算pH值。若碱过量，先求c(OH-)，再求c(H+)，再算pH值,3、 pH的测定方法,酸碱指示剂的颜色变化是在一定的pH值范围内发生的。我们把指示剂发生颜色变化的pH值范围叫做指示剂的变色范围。,(1) 酸碱指示剂（定性测量范围）,(2) pH试纸
14、(定量粗略测量),(整数位),讨论： pH试纸的使用 能否直接把pH试纸伸到待测液中？ 是否要先湿润pH试纸后，再将待测液滴到pH试纸上？ 能否用广泛pH试纸测出pH=7.1来？标准比色卡中的数据都是整数 如用湿润的pH试纸检验待测液，对该溶液pH值的测定： A、一定有影响 B、偏大 C、偏小 D、不确定,使用方法： 直接把待测液滴在干燥的pH试纸上，跟标准比色卡相对比,注意：不能用水润湿要放在玻璃片(或表面皿)上用玻璃棒蘸待测液滴于试纸上,(3) pH计(定量精确测量),(小数位),4、酸碱中和滴定,属性：化学分析中的定量分析 特点：简便、快捷、准确 应用：广泛用于科研和工农业生产,定义：用
15、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）的方法叫做酸碱中和滴定。,1）原理,1、化学分析的分类：鉴定物质组成成分，叫做；测定物质组成成分的含量，叫做；,定性分析,定量分析,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 来测定的定量分析方法叫做酸碱中和滴定,3、酸碱中和反应的实质：,H+OH=H2O,讨论：酸和碱发生中和反应恰好完全反应时，消耗的酸碱物质的量与反应计量系数之间有何关系？,mHnAOx+ nB(OH)m= Bn(AOx )m+mnH2O,x,y,x : y = m : n,消耗酸碱物质的量之比等于反应式计量系数之比,m,n,x : y
16、= m : n 即：,(CAVA )：(CBVB) = m : n,若已知CA 和 VB则有：,4、酸碱中和滴定的实验原理： 通过测定的溶液，根据中和反应的来计算溶液的浓度的定量分析方法,已知浓度,体积,计量系数,未知浓度,一般地，已知浓度的溶液叫标准液，未知浓度的溶液叫待测液,中和滴定的基本实验思路：固定待测液体积，测定标准液体积，结合反应计量系数，计算待测液浓度。,实验关键点：、准确测定参加反应的两种溶液的； 、准确判断中和反应是否。,体积,进行完全,待测液：,2）中和滴定的仪器及试剂,标准液：,已知浓度的溶液,未知浓度的溶液,指示剂,作用：通过指示剂 变化确定终点,选择原则 ,变色明显、
17、灵敏，终点与变色范围一致,1试剂：,颜色,2、仪器：,用作中和反应容器，盛装待测液,用于配制标准液,放置滴定管,酸式滴定管,碱式滴定管,滴定管用于测定标准液或待测液的准确体积,滴定管的构造特点：酸式滴定管，碱式滴定管。,玻璃活塞,橡皮套加玻璃珠,滴定管上有刻度线，标明了最大体积和使用温度,3)滴定管使用注意事项：,酸式滴定管：,不能盛放碱液、水解显碱性的盐溶液、氢氟酸,碱式滴定管：,不能盛放酸性溶液和强氧化性溶液,想一想：量筒的构造与滴定管有何不同？,量筒“0”刻度线，其刻度由下到上读数，最大刻度线在其。,没有,由小到大,上方,普通滴定管的精密度为 mL,0.01,滴定管的“0”刻度线，但并未
18、在，滴定管上的刻度由上到下，读数，最大刻度线在滴定管。,上方,最上方,由小到大,下方,滴定管下端有气泡，必须排除；排除方法为：,滴定管使用前，应检查滴定管下端是否漏液和存在气泡,滴定管读数必须刻度线,平视,俯视刻度线，读数结果 仰视刻度线，读数结果,偏低,偏高,4)中和滴定操作过程（以标准盐酸滴定NaOH为例）,1、准备工作：,、滴定管：检查滴定管是否以及下端；滴定管洗涤：用蒸馏水洗涤酸式滴定管后再用洗涤23次、碱式滴定管用蒸馏水洗涤后再用洗涤23次；装液：将标准盐酸溶液装入酸式滴定管、将待测NaOH溶液装入碱式滴定管至“0”刻度线上方处，并排除滴定管嘴尖处的；调整液面：将滴定管中的标准液或待
19、测液的液面调整到（或以下某刻度），记下刻度,漏液,是否有气泡,标准液,待测液,23cm,气泡,“0”刻度,“0”刻度,、锥形瓶：只能用洗涤，不能用洗涤,蒸馏水,待测液,使用滴定管时要注意的手势：,酸式滴定管,左手,拇指在前，食指中指在管后,无名指、小指弯向手心,三指平行，轻拿活塞柄,操作要领：动作轻缓，手势自然。食指、中指不可伸直，以防拉出活塞,酸式滴定管使用,碱式滴定管,左手,拇指在前,食指在后,操作要领：拿住橡皮管中玻璃珠靠上的部位，挤压时，不可用力按玻璃棒，不能按玻璃珠以下部位，否则，放手时，容易形成气泡,碱式滴定管使用,向下挤压玻璃珠,右手：拿住锥形瓶，并不断旋转振荡,用 量取一定体积
20、的待测液（NaOH)于锥形瓶中，滴入23滴指示剂（酚酞试液），待测液变成,2、滴定过程：,碱式滴定管,红色,用握活塞旋转开关，不断旋转振荡锥形瓶，眼睛注视锥形瓶中 和滴定管，至变 成，且半分钟不褪色为止，记下滴定管刻度,左手,右手,液流速度,红色,无色,重复上述操作次，算出消耗标 准液体积的,23,平均值,3、结果计算：,用上述标准液体积的平均值进行计算,操作步骤：,洗涤 检漏 蒸馏水洗 溶液润洗 装液 排气泡调整液面并记录放出待测液 加入指示剂 滴定 记录 计算。,左手,右手,视线与凹液 面水平相切,滴加速度先快后慢,眼睛注视瓶内颜色变化,半分钟颜色不变,滴定管保持垂直,5)中和滴定实验中的
21、误差因素分析,一、仪器润洗不当盛标准液的滴定管用蒸馏水洗后未用标准液润洗；盛待测液的滴定管或移液管用蒸馏水洗后未用待测液润洗；锥形瓶用蒸馏水洗后再用待测液润洗；,二、读数方法有误滴定前仰视，滴定后俯视；滴定前俯视，滴定后仰视；天平或量筒的使用读数方法错误；,偏大,偏大,偏大,偏小,偏小,四、指示剂选择欠妥用强酸滴定弱碱，指示剂用酚酞；（正确选择：甲基橙）用强碱滴定弱酸，指示剂选用甲基橙；（正确选择：酚酞）（两强滴定，原则上甲基橙和酚酞皆可选用；中和滴定肯定不用石蕊。）,三、操作出现问题盛标准液的滴定管漏液；盛待测液的滴定管滴前尖嘴部分有气泡，终了无气泡 （或前无后有）；振荡锥形瓶时，不小心有待
22、测液溅出；滴定过程中，将标准液滴到锥形瓶外；快速滴定后立即读数；,偏小,偏大,偏大,偏大,五、终点判断不准确如滴定管的尖嘴部分有半滴或一滴标准液未滴下； 六、样品中含有杂质用盐酸滴定含 Na2O 的 NaOH 样品；用含 Na2CO3 的 NaOH 标准液滴定盐酸；,七、指示剂的变色范围,偏大,俯视图,仰视图,滴定管的俯视和仰视,正确视线,仰视视线,正确读数,仰视读数,读数偏大,正确视线,俯视视线,正确读数,俯视读数,读数偏小,0,先偏大,后偏小,先仰后俯,V=V(后)-V(前)，偏小,实际读数,正确读数,先俯后仰,先偏小,后偏大,V=V(后)-V(前)，偏大,实际读数,正确读数,滴定管的俯视
23、和仰视,偏高,偏低,偏高,无影响,偏高,偏低,偏低,偏高,偏低,偏高,偏高,偏高,偏低,口诀 酸管碱管莫混用，视线刻度要齐平。 尖嘴充液无气泡，液面不要高于零。 莫忘添加指示剂，开始读数要记清。 左手轻轻旋开关，右手摇动锥形瓶。 眼睛紧盯待测液，颜色一变立即停。 数据记录要及时，重复滴定求平均。 误差判断看V(标)，规范操作靠多练。,5)滴定过程中溶液的pH变化,例：用0.100mol/LNaOH溶液滴定20.00mL0.100mol/L盐酸,1.0 2.3 3.3 4.3 7.0 9.7 10.7 11.7 12.5,问题3:以NaOH加入量为横坐标,以pH值变化为纵坐标,绘制中和滴定曲线,
24、问题2:滴定终点时多半滴和少半滴溶液性质发生怎样改变? PH发生怎样改变?,问题1:滴定终点消耗碱多少? pH等于多少?,引出pH值突变概念及范围,PH,12,10,8,6,4,2,10,20,30,40,突变范围,反应终点,加入NaOH(ml),中和滴定曲线,酸碱指示剂的颜色在此pH值突跃范围发生明显的改变，则就能以极小的误差指示出滴定终点的到达。,三、pH的应用,1、人体健康,人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pH是诊断疾病的一个重要参数。,2、日常生活,人们洗发时使用的护发素，其主要功能也是调节头发的pH使之达到适宜的酸碱度。,3、环保领域,酸性或碱性废水的处理常常利用中和反应。,作业： 课本P52 1、3、6、11 课外作业 1、预习课本下一小节的内容 2、总结中和滴定过程中的误差,
