3.2.2 溶液的酸堿性與pH的計(jì)算課件

第二節(jié)水的電離和溶液的pH

第三章水溶液中的離子反應(yīng)與平衡第2課時(shí)溶液的酸堿性與pH01溶液的酸堿性趙健meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang86021.溶液的酸堿性與c(H+)、c(OH-)的關(guān)系溶液的酸堿性由c(H+)和c(OH-)相對(duì)大小決定堿性溶液：c(H＋)

c(OH－)中性溶液：c(H＋)

c(OH－)＝酸性溶液：c(H＋)

c(OH－)＞＜溶液的酸堿性取決于c(H＋)和c(OH－)相對(duì)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==＞常溫下與1.0×10－7mol/L有關(guān)Kw=1×10-14（25℃）“pH”是由丹麥化學(xué)家彼得·索侖森1909年提出的。索倫森在20世紀(jì)初是嘉士伯實(shí)驗(yàn)室的主任，這個(gè)實(shí)驗(yàn)室是由著名啤酒公司建立的，旨在推進(jìn)釀造科學(xué)。在釀造階段要化驗(yàn)啤酒中所含H+濃度。每次化驗(yàn)結(jié)果都要記錄許多個(gè)零，很麻煩。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期潛心研究，他發(fā)現(xiàn)用H+濃度的負(fù)對(duì)數(shù)來(lái)表示酸堿性非常方便，并把它稱(chēng)為溶液的pH（p代表德語(yǔ)Potenz，意思是濃度，H代表H+）。就這樣“pH”成為表述溶液酸堿度的一種重要數(shù)據(jù)。【科學(xué)史話】定義：化學(xué)上常采用H+濃度的負(fù)對(duì)數(shù)來(lái)表示溶液的酸堿性。表示方法：pH=-lgc（H+）使用范圍：稀溶液(當(dāng)c(H+)或c(OH-)<1mol/L時(shí)用pH表示酸堿性)meiyangyang86022.溶液的酸堿性的表示方法------pHc(H+)=10-pH趙健02溶液的酸堿性與pH的關(guān)系meiyangyang8602meiyangyang8602常溫時(shí)：KW＝c(H+)·c(OH-)＝1×10-14c(H+)=1×10-7pH=﹣lgc(H+)＝7①

當(dāng)c(H+)=10-7mol/L，pH=7，溶液呈中性。

②

當(dāng)c(H+)＞10-7mol/L，pH＜7，溶液呈酸性。③

當(dāng)c(H+)＜10-7mol/L，pH＞7，溶液呈堿性。思考：pH=7的溶液一定呈中性嗎？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一定要注意溫度結(jié)論：1.判斷溶液酸堿性的根本方法：比較c(H+)和c(OH－)的相對(duì)大??；2.用pH大于、等于或小于7作判據(jù)只適用于25℃的稀溶液。（溶液呈中性的標(biāo)志是c（H+）=c（OH-），此時(shí)pH不一定為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可為0，此時(shí)c（H+）=1mol/L(1)在25℃時(shí)，某溶液中由水電離出的c（H＋）＝1×10－12mol·L－1，則該溶液的pH一定是12(

)(2)升高溫度，純水的pH變?yōu)?，則此時(shí)純水顯酸性(

)(3)溶液中c(H＋)>c(OH－)時(shí)，溶液顯酸性(

)××√(4)練習(xí)meiyangyang8602溶液的酸堿性與pH的關(guān)系√03pH的計(jì)算趙健meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

pH的計(jì)算溶液pH的計(jì)算原理關(guān)鍵是先求出C(H+)

（1）強(qiáng)酸溶液由C(H+)直接求出pH（2）強(qiáng)堿溶液由C(OH-)先求出C(H+)再求pH計(jì)算類(lèi)型單一溶液的PH計(jì)算混合溶液的PH計(jì)算溶液的稀釋例：常溫下，計(jì)算0.005mol/L硫酸溶液的pH。例：常溫下，計(jì)算0.01mol/L氫氧化鈉溶液的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?gòu)?qiáng)酸溶液②強(qiáng)堿溶液先算c(H+)，再求pH先算c(OH-)，再根據(jù)Kw算c(H+)，最后求pH1.單一溶液的PH計(jì)算練習(xí)1：常溫下，0.05mol/L的H2SO4溶液的pH為_(kāi)_____，0.01mol/L的NaOH溶液的pH為_(kāi)______，pH=13的Ba(OH)2溶液的濃度為_(kāi)______。1120.05mol/L③弱酸、弱堿例.常溫下濃度為0.01mol/L的CH3COOH溶液的電離度為1%，求該溶液的PH值。解：pH=-lgc（H+）=5練習(xí)2：已知CH3COOH的電離常數(shù)Ka＝2×10－5,計(jì)算濃度為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計(jì)算強(qiáng)酸與強(qiáng)酸混合強(qiáng)酸Ⅰ：cⅠ電離c(H+)Ⅰ強(qiáng)酸Ⅱ：cⅡ電離c(H+)Ⅱc(H+)混合－lgpH常用值lg2=0.3lg3=0.5lg5=0.7例：pH＝2的鹽酸溶液和0.00005mol/L的硫酸溶液等體積混合，試計(jì)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練習(xí)3：在25℃時(shí)，pH值等于1的鹽酸溶液和pH值等于4的硫酸溶液等體積混合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強(qiáng)堿Ⅰ：強(qiáng)堿Ⅱ：Kw－lg14－pOHcⅠ電離c(OH—)ⅠcⅡ電離c(OH—)Ⅱ－lgpHc(OH—)c(H+)強(qiáng)堿與強(qiáng)堿混合例：10mL0.1mol/LNaOH和10mL0.05mol/LBa(OH)2混合，計(jì)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練習(xí)4：在25℃時(shí)，pH值等于9和pH值等于11的兩種氫氧化鈉溶液等體積混合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)強(qiáng)酸、強(qiáng)堿混合后溶液pH的計(jì)算兩種溶液等體積混合且pH相差大于等于2兩種強(qiáng)堿等體積混合，混合液pH＝pH大－lg2＝pH大－0.3兩種強(qiáng)酸等體積混合，混合液pH＝pH?。玪g2＝pH小＋0.3強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合首先判斷混合液呈酸性還是堿性pH=7a.恰好中和b.酸過(guò)量c.堿過(guò)量練習(xí)5：在25℃時(shí)，100mlO.6mol/L的鹽酸與等體積0.4mol/L的氫氧化鈉溶液混合后,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練習(xí)6：在25℃時(shí)，100mlO.4mol/L的鹽酸與等體積0.6mol/L的氫氧化鈉溶液混合后,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.溶液的稀釋

強(qiáng)酸的稀釋例1：在25℃時(shí)，pH值等于3的鹽酸溶液稀釋到原來(lái)的100倍，pH值等于多少？若稀釋到體積為原來(lái)的105倍，則溶液的pH變?yōu)槎嗌?？解：pH=-lg[H+]=-lg1.0×10-5=5[H+]==1.0×10-5mol/L規(guī)律1：強(qiáng)酸pH=a，加水稀釋10n，則pH=a+n。73pHV水若上述溶液加水稀釋到體積為原來(lái)的1000倍，則溶液的pH變?yōu)槎嗌伲咳粝♂尩襟w積為原來(lái)的105倍，則溶液的pH變?yōu)槎嗌伲縫H=6pH=8pH接近于7

常溫下，pH=4的CH3COOH溶液加水稀釋到原來(lái)的10倍，溶液的pH變?yōu)槎嗌伲緾H3COOHCH3COO-+H+

稀釋?zhuān)婋x平衡正向移動(dòng),有補(bǔ)充電離。

c(H+)=10-4mol/L=10-5mol/L10稀釋10倍pH＜5無(wú)限稀釋?zhuān)琾H無(wú)限接近于7,但小于7＞結(jié)論：稀釋10倍pH變化（增大）＜174pHV水說(shuō)明：弱酸（弱堿）在稀釋過(guò)程中有濃度的變化，又有電離平衡的移動(dòng)，不能求得具體數(shù)值，只能確定其pH范圍。無(wú)限稀釋不變性7為限。

弱酸的稀釋思考：將pH=3的醋酸稀釋100倍后，溶液的pH等于5嗎？規(guī)律2：（1）pH=a的弱酸稀釋10n倍后，pH增大的量小于n，即a﹤pH﹤a+n(2)pH值相同的兩酸溶液稀釋相同倍數(shù)后，酸性強(qiáng)的酸pH值變化大例題：在25℃時(shí)，pH值等于3的鹽酸溶液稀釋到原來(lái)的100倍，pH值等于多少？解：pH=-lgc(H+)=-lg1.0×10-5=5關(guān)鍵：抓住氫離子進(jìn)行計(jì)算！c(H+)=

=1.0×10-5mol/L例題：在25℃時(shí)，pH值等于12的強(qiáng)堿溶液稀釋到原來(lái)的100倍，pH等于多少？解：稀釋前：c(OH-)=稀釋后：c(OH-)==1×10-2mol/L=1×10-4mol/Lc(H+)=1×10-14/10-4=1×10-10mol/LpH=-lg1×10-10=10關(guān)鍵：抓住氫氧根離離子進(jìn)行計(jì)算！加水稀釋相同的倍數(shù)醋酸的pH大強(qiáng)酸的pH變化程度大加水稀釋到相同的pH鹽酸加入的水多一強(qiáng)一弱(以強(qiáng)酸、弱酸為例)比較圖像題的分析方法①相同體積、相同濃度的鹽酸、醋酸加水稀釋?zhuān)琾H變化越陡越強(qiáng)②相同體積、相同pH的鹽酸、醋酸pH=m時(shí)都加水稀釋10n倍，強(qiáng)酸pH=m+n弱酸m＜pH＜m+npH=m時(shí)加水稀釋相同的pH，醋酸加入的水多V1＜V2強(qiáng)堿溶液的稀釋解：稀釋前c(OH-)=10-3mol/L10-3mol/L=10-5mol/L1+99若上述溶液加水稀釋到體積為原來(lái)的1000倍，則溶液的pH變?yōu)槎嗌?？若稀釋到體積為原來(lái)的105倍，則溶液的pH變?yōu)槎嗌伲?03pH=8pH=6pH接近于7原來(lái)的102稀釋后c(OH-)=稀釋后溶液的pH=

9Kwc(OH-)c(H+)==1×10-9mol/L117pHV水例：取pH=11的NaOH溶液與水按1:99的體積比混合后，溶液的pH變?yōu)槎嗌?？思考：將pH=10的氨水稀釋100倍后，溶液的pH是否等于8？規(guī)律4：（1）pH=b的弱堿稀釋10n倍后，pH減小的量小于n，即b-n﹤pH﹤b(2)pH值相同的兩堿溶液稀釋相同倍數(shù)后，堿性強(qiáng)的堿pH值變化大。結(jié)論：強(qiáng)酸(堿)每稀釋10倍，pH值向7靠攏一個(gè)單位。強(qiáng)酸pH=a,加水稀釋10n倍后，pH=a+n;強(qiáng)堿pH=b,加水稀釋10n倍后，pH=b-n.結(jié)論：弱酸(堿)每稀釋10倍，pH值向7靠攏不到一個(gè)單位；弱酸pH=a,加水稀釋10n倍后，a＜pH＜a+n;弱堿pH=b,加水稀釋10n倍后，b＞pH＞b-n.規(guī)律1：強(qiáng)酸pH=a，加水稀釋10n，則pH=a+n。規(guī)律3：弱酸pH=a，加水稀釋10n，則a＜pH＜a+n。規(guī)律4：弱堿pH=b，加水稀釋10n，則b＞pH＞b-n。規(guī)律2：強(qiáng)堿pH=b，加水稀釋10n，則pH=b-n。規(guī)律5：酸堿無(wú)限稀釋?zhuān)琾H只能接近于7，酸不可能大于7，堿不可能小于7。溶液稀釋后pH的計(jì)算規(guī)律meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

pH的計(jì)算溶液的稀釋圖像分析①pH=2的鹽酸溶液加水稀釋10倍后的pH是

。②pH=2的醋酸溶液加水稀釋10倍后的pH是

。2<pH<33meiyangyang8602meiyangyang8602meiyangyang8602

pH的計(jì)算溶液的稀釋圖像分析①pH=10的氫氧化鈉溶液加水稀釋100倍后的pH是

。②pH=10的氨水溶液加水稀釋100倍后的pH是

。8<pH<108同學(xué)們自己分析并完善圖像meiyangyang8602溶液的稀釋稀釋后所得溶液的PHPH=3的稀鹽酸加水稀釋100倍PH=2的稀硫酸加水稀釋100倍PH=11的NaOH溶液加水稀釋100倍PH=12的Ba(OH)2溶液加水稀釋100倍PH=5的稀鹽酸加水稀釋1000倍