高中化學(xué)：水的電離和溶液的酸堿性

1、第三章 水溶液中的離子平衡化學(xué)組化學(xué)組2 0 2 22 0 2 2 年年 1 1 月月 2 62 6 日 星 期 三日 星 期 三第二節(jié) 水的電離和溶液的酸堿性一、水的電離一、水的電離H2O + H2O H3O+ + OH-簡寫為：簡寫為：H2O H+ OH-(水電離出的水電離出的H+、OH-濃度相等濃度相等)水是水是極弱極弱的電解質(zhì)的電解質(zhì)25 1L水只有水只有10-7molH2O分子分子發(fā)生電離發(fā)生電離多少個水分子才有多少個水分子才有1個電離？個電離？5.56108 K 電離電離c(H+)c(OH-） c(H2O）K電離電離 . =c ( H+) .c( OH-) c(H2O)Kw =c

2、( H+) .c( OH-) 其中常數(shù)其中常數(shù)K與常數(shù)與常數(shù)c(H2O)的積記為的積記為Kw,稱稱為為水的離子積常數(shù)水的離子積常數(shù)，簡稱為離子積，簡稱為離子積H2O H+ OH-1、水的離子積常數(shù)、水的離子積常數(shù)Kw =cKw =c（H H+ +）c c（OHOH- -）說明：說明：1.1.常溫（常溫（25 25 ）Kw = 1Kw = 1 10 10-14-14 2. 2.稀溶液稀溶液 3.3.溫度升高溫度升高, Kw, Kw變大變大2 2、水的離子積、水的離子積( (常數(shù)常數(shù)) )：定義：在定義：在一定溫度一定溫度下，水（或稀溶液）中下，水（或稀溶液）中H H+ +與與OHOH- -濃濃度

3、的乘積，用度的乘積，用KwKw表示。表示。溫度溫度002020252550509090100100KwKw1.141.141010-15-156.816.811010-15-151 11010-14-145.475.471010-14-143.83.81010-13-131 11010-12-12問題與討論問題與討論1 1、在水中加入強酸、在水中加入強酸(HCl)(HCl)后，水的離子積是否發(fā)生改變？后，水的離子積是否發(fā)生改變？2 2、在水中加入強堿、在水中加入強堿(NaOH)(NaOH)后，水的離子積是否發(fā)生改變？后，水的離子積是否發(fā)生改變？升溫呢？升溫呢？3 3、在酸堿溶液中，水電離出來的

4、、在酸堿溶液中，水電離出來的c(Hc(H+ +) )和和c(OHc(OH- -) )是否相等？是否相等？4 4、100100時，水的離子積為時，水的離子積為1010-12-12，求純水中，求純水中c(Hc(H+ +) )為為多少？多少？5 5、在酸溶液中水電離出來的、在酸溶液中水電離出來的c(Hc(H+ +) )和酸電離出來的和酸電離出來的c(Hc(H+ +) ) 有什么關(guān)系？有什么關(guān)系？二、影響水的電離平衡的因素二、影響水的電離平衡的因素1 1、酸、酸2 2、堿、堿3 3、溫度、溫度抑制抑制水的電離，水的電離，KwKw保持不變保持不變升高溫度促進(jìn)水的電離，升高溫度促進(jìn)水的電離，KwKw增大增

5、大 注意：注意：KwKw是一個溫度函數(shù)，只隨溫度的升高而增是一個溫度函數(shù)，只隨溫度的升高而增大大. .4 4、加入能消耗、加入能消耗H H+ +和和OHOH- -的物質(zhì)的物質(zhì)如：如：NaNa、CuCu2+2+、CHCH3 3COOCOO- -三、溶液的酸、堿性跟三、溶液的酸、堿性跟c(Hc(H+ +) )、c(OHc(OH- -) )的關(guān)系的關(guān)系1.1.重要規(guī)律：重要規(guī)律： 在在一定溫度一定溫度時時, ,稀稀電解質(zhì)溶液里電解質(zhì)溶液里c(Hc(H+ +) )與與c(OHc(OH- -) )的乘積是一個常數(shù)。的乘積是一個常數(shù)。C(C(稀稀) 1mol/L) 1mol/L例：例：2525時，時，Kw

6、=1Kw=11010-14-14 100100時，時，Kw=1Kw=11010-12-12三、溶液的酸、堿性跟三、溶液的酸、堿性跟c(Hc(H+ +) )、c(OHc(OH- -) )的關(guān)系的關(guān)系2.2.關(guān)系關(guān)系(25)(25)：中性溶液：中性溶液：酸性溶液：酸性溶液：堿性溶液：堿性溶液：注注 意意水溶液中水溶液中H H+ +與與OHOH- -始終共存始終共存酸性溶液：酸性溶液：c(Hc(H+ +)c(OH)c(OH- -) ;c(H) ;c(H+ +) )越大酸性越強越大酸性越強堿性溶液：堿性溶液：c(Hc(H+ +)c(OH)c(OH)c(OH- -) c(H) c(H+ +)1)1101

7、0-7-7mol/Lmol/Lc(Hc(H+ +)c(OH)c(OH- -) c(H) c(H+ +)1)cc（OHOH） pH7pH7中性溶液：中性溶液： c c（H H+ +）=c=c（OHOH） pH=7pH=7堿性溶液：堿性溶液： c c（H H+ +）c7pH72 2、表示方法表示方法：pH=-lg pH=-lg c（H+）pOH=-lg pOH=-lg c（OH） 注意：注意：溶液溶液呈中性的標(biāo)志呈中性的標(biāo)志是是c c（H H+ +）= c= c（OHOH- -），此時），此時pHpH不一不一定為定為7 7酸性越強，酸性越強，pHpH越小；堿性越強，越??；堿性越強，pHpH越大。對

8、于酸而言：越大。對于酸而言：pHpH減小一個單位，減小一個單位，c c（H H+ +）就增大到原來的）就增大到原來的1010倍，倍，pHpH減減小小n n個單位，個單位，c c（H H+ +）就增大到原來的）就增大到原來的1010n n倍。倍。任意水溶液中任意水溶液中c c（H H+ +）0 0，但，但pHpH可為可為0 0，此時，此時c c（H H+ +）=1mol/L=1mol/L。一般，。一般，當(dāng)當(dāng)c c（H H+ +）1mol/L1mol/L時，故直接用時，故直接用c c（H H+ +）表示。表示。有關(guān)溶液有關(guān)溶液pHpH的計算的計算1 1、單一溶液的計算：、單一溶液的計算：強酸溶液：

9、強酸溶液：如：如：0.1mol/L0.1mol/L的的HClHCl溶液，溶液，pH=1pH=1一般而言對于強酸一般而言對于強酸H Hn nA A，設(shè)濃度為，設(shè)濃度為c mol/l, c mol/l, 則則c(Hc(H+ +)=nc mol/L)=nc mol/L，pH=-lgc(HpH=-lgc(H+ +)=-lgnc)=-lgnc強堿溶液：強堿溶液：如：如：0.1mol/L0.1mol/L的的NaOHNaOH溶液，溶液，pH=13pH=13一般而言對于強堿一般而言對于強堿B(OH)B(OH)n n，設(shè)濃度為，設(shè)濃度為c mol/l,c mol/l,則則c(Hc(H+ +)=10)=10-14

10、-14/nc mol/L/nc mol/L，pH=-lgc(HpH=-lgc(H+ +)=14+lgnc)=14+lgnc思考：思考：已知弱酸已知弱酸HAHA的濃度為的濃度為c mol/L,c mol/L,電離度為電離度為，則，則pH=pH=已知弱堿已知弱堿BOHBOH的濃度為的濃度為c mol/Lc mol/L，電離度為，電離度為，則則pH=pH=-lgc -lgc 14+lgc 14+lgc 2 2、強酸、強堿的稀釋：、強酸、強堿的稀釋：例例1 1、0.001 mol/L0.001 mol/L鹽酸的鹽酸的pH =_pH =_，加水稀釋到原來，加水稀釋到原來體積的體積的1010倍，倍，pH=

11、_pH=_，加水到原來的，加水到原來的10103 3倍，倍，pH =_,pH =_,加水到原來的加水到原來的10104 4 倍倍pH= _,pH= _,加水到原來的加水到原來的10106 6倍，倍，pH=_pH=_例例2 2、pH=10pH=10的的NaOHNaOH溶液加水稀釋到原來的溶液加水稀釋到原來的1010倍，則倍，則溶液的溶液的pH=_pH=_，pH=10pH=10的的NaOHNaOH溶液加水稀釋到原來溶液加水稀釋到原來的的10102 2倍，則溶液的倍，則溶液的pH=_pH=_3 34 46 69 98 8pH=6pH=6或或8 8時，不可忽略水的電離，只能接近時，不可忽略水的電離，只

12、能接近7 7，酸堿溶液無限稀釋，酸堿溶液無限稀釋，pHpH只能約等于只能約等于7 7或接近或接近7 7：酸不：酸不能大于能大于7 7；堿不能小于；堿不能小于7 7結(jié)論結(jié)論：強酸強酸( (堿堿) )每稀釋每稀釋1010倍，倍，pHpH向向7 7靠攏一個單位。靠攏一個單位。例例3 3、pH=3HAcpH=3HAc加水稀釋到原來加水稀釋到原來1010倍，溶液的倍，溶液的pHpH值范圍值范圍_；pH=12pH=12氨水加水稀釋到原來氨水加水稀釋到原來1010倍，溶液的倍，溶液的pHpH值范圍值范圍_。 結(jié)論結(jié)論：弱酸：弱酸( (堿堿) )每稀釋每稀釋1010倍，倍，pHpH值向值向7 7靠攏不到一個靠

13、攏不到一個單位單位3 3、弱酸、弱堿的稀釋、弱酸、弱堿的稀釋3 34 4之間之間11111212之間之間4 4、兩種、兩種pHpH值不同的同種強酸（堿）溶液混合值不同的同種強酸（堿）溶液混合例例5、pH=11和和pH=9的兩種的兩種NaOH溶液等體積混溶液等體積混合，求混合溶液的合，求混合溶液的pH值。值。例例4 4、pH=3pH=3和和pH=5pH=5的兩種鹽酸以的兩種鹽酸以2 2：1 1的體積比混合，求的體積比混合，求混合溶液的混合溶液的pHpH值值c(H+)=(10-32+10-51)/3=6.710-4mol/LpH=3.2c(OH-)= (10-3+10-5)/2=5.0510-4m

14、ol/Lc(H+)=210-11mol/L pH=10.7例例6 6、 pH=1pH=1鹽酸和鹽酸和pH=12pH=12的的NaOHNaOH溶液等體積混合，求溶液等體積混合，求混合后溶液的混合后溶液的pHpH值。值。5 5、強酸、強堿溶液的混合、強酸、強堿溶液的混合c(H+)=(10-110-2)/2=0.045mol/LpH=1.35pH=4鹽酸和鹽酸和pH=12的的NaOH溶液等體積混合，溶液等體積混合，求混合后溶液的求混合后溶液的pH值值。c(OH-)= (10-210-4)/2=510-3mol/Lc(H+)=210-12mol/L pH=11.7pH=8和pH=10的兩種NaOH溶液等體積混合后pH=9.7 錯解：c(H+)=(10-8+10-10)/2=5.0510-9mol/L pH=8.3pH=8 c(H+)=10-8mol/L c(OH-)=10-6mol/LpH=10 c(H+)=10-10mol/L c(OH-)=10-4mol