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第二节 水的电离和溶液的 pH
一、水的电离
(一)水的电离
1、电离方程式:HO H++OH- 或 HO+HO HO ++OH-
2 2 2 3
2、特点:(1)极难电离
(2)可逆过程,吸热
(3)25℃,水中的c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7mol/L
(4)由水电离出的H+与OH-浓度相等,即c(H+) =c(OH-)
水 水
3、影响因素:(1)促进:①升温 ②加活泼金属 ③加弱碱阳离子或弱酸阴离子(即能水
解的盐)④电解
(2)抑制:①降温 ②加酸或碱 ③加强酸酸式盐
(二)水的离子积
1、定义:当水的电离达到平衡时,电离产物 H+和OH-浓度之积是一个常数,称为水的离
子积常数,简称水的离子积,用K 表示。
w
2、表达式:K =c(H+)·c(OH-)
w
说明:①c(H+)和c(OH-)均表示整个溶液中的H+、OH-的总物质的量浓度
②K 不仅适用于纯水,也适用于酸、碱、盐的稀溶液
w
酸溶液中:K = c(H+) ·c(OH-)
w 酸 水
碱溶液中:K = c(H+) ·c(OH-)
w 水 碱
盐溶液中:K = c(H+) ·c(OH-)
w 水 水
③不同溶液中的c(H+)、c(OH-)可能不同,但任何溶液中的c(H+) =c(OH-)
水 水
④25℃时,水中的c(H+)=c(OH-)=1.0×10-7mol/L,K =1.0×10-14
w
100℃时,水中的c(H+)=c(OH-)≈1.0×10-6mol/L,K =1.0×10-12
w
⑤K 有单位,其单位为mol2·L-2,因其复杂通常省略
w
⑥K 只与温度有关,温度升高,K 增大,水更易电离
w w
二、溶液的酸碱性与pH
(一)溶液酸碱性的判断:看c(H+)与c(OH-)的相对大小
当c(H+)=c(OH-)时,为中性; 当c(H+)>c(OH-)时,为酸性; 当c(H+)c(OH-) c(H+)>1.0×10-7 pH<7
碱性溶液 c(H+)7
注:在分析c(H+)、pH与溶液的酸碱性关系时,要注意溶液的温度
(五)溶液酸碱性的测定方法
1、用pH试纸测定
(1)pH试纸的制作:是将试纸用多种酸碱指示剂的混合溶液浸透,经晾干制成的,pH试
纸一般呈黄色。
(2)pH试纸的种类:①广泛pH试纸:pH范围是1-14(最常用)或1-10,所测pH都为
整数
②精密pH试纸:pH范围较窄,可判别pH差值为0.2或0.3
③专用pH试纸:用于酸性、中性或碱性溶液的专用pH试纸
(3)pH试纸的使用方法:取一小块试纸放在玻璃片或表面皿或点滴板上,用洁净干燥的
玻璃棒直接蘸取待测液滴在干燥的试纸上,试纸变色后,在 30s
内与标准比色卡比较。
标准比色卡:其颜色与光谱一致,按pH从小到大依次是:红橙黄(酸性)、绿(中性)、
蓝靛紫(碱性)
(4)注意:①pH试纸不能用水润湿,否则可能使测量结果偏大、偏小、不变
②所测pH值一般为整数
③若某溶液具有漂白性,则不能用酸碱指示剂测定溶液的酸碱性,也不能用
pH试纸测定其pH
2、用pH计:pH计也叫酸度计,有多种型号,使用方法不尽相同,可精密测量溶液的
pH,可精确到小数点后两位。其量程为0-14。
3、用酸碱指示剂测定:酸碱指示剂一般是有机弱酸(或弱碱),它们的颜色变化是在一定
的pH范围内发生的,因此,可以用这些弱酸、弱碱来测定溶液的pH。但只能测出pH的
范围,一般不能准确测定pH的具体值。常用指示剂的变色范围和颜色变化表示如下表:
指示剂 甲基橙 石蕊 酚酞 甲基红
变色范围pH 3.1-4.4 5.0-8.0 8.2-10.0 4.4-6.2
红、紫、
溶液颜色 红、橙、黄 无色、浅红、红 红、橙、黄
蓝
(六)溶液中pH的计算
1、单一溶液的pH计算
(1)强酸:c(酸)→c(H+)→pH
(2)强碱:c(碱)→c(OH-K ) W c(H+)→pH
注:对于碱而言,必须先算出c(OH-),再算出c(H+),再求pH值,不能直接求c(H+)
2、酸碱混合溶液的pH计算
(1)两种强酸混合:c(H+) =
混
(2)两种强碱混合:c(OH-) =
混
(3)强酸与强碱混合:
①若恰好完全反应,溶液呈中性,pH=7②酸过量,c(H+) =
过量
③碱过量,c(OH-) =
混
特殊:强酸、强碱溶液等体积混合时pH的计算
混合物质 两种溶液pH关系 混合后溶液pH
A、B均为
pH 14(碱剩余) pH —0.3
A B B
④强酸与弱碱或强碱与弱酸等体积混合
当pH +pH =14时,若是强酸与弱碱混合,则弱碱过量,pH>7
酸 碱 弱过量,显弱性
若是强碱与弱酸混合,则弱酸过量,pH<7
3、稀释后溶液pH的计算
(1)强酸:pH=a,加水稀释10n倍,则pH=a+n
(2)弱酸:pH=a,加水稀释10n倍,则a