文档文本内容
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-)时，为碱
性
（二）酸性强弱的判断
溶液中酸性的强弱：c(H+)越大，酸性越强
酸的酸性强弱：看酸电离出的H+的难易，越容易电离出H+，酸性越强
（三）溶液酸碱性的表示方法
当c(H+)或c(OH-)大于或等于1mol/L时，用c(H+)或c(OH-)直接表示
当c(H+)或c(OH-)小于1mol/L时，用pH表示
（四）pH
1、定义：用c(H+)的负对数来表示溶液酸碱性的强弱
2、适用范围：稀溶液
3、表达式：pH=-lgc(H+) 或c(H+)=1.0×10-pHmol/L
4、意义：pH↑→碱性增强，pH↓→酸性增强
5、pH与溶液酸碱性的关系：一般 25℃ 25℃
中性溶液 c(H+)=c(OH-) c(H+)=1.0×10-7 pH=7
酸性溶液 c(H+)>c(OH-) c(H+)>1.0×10-7 pH<7
碱性溶液 c(H+)<c(OH-) c(H+)<1.0×10-7 pH>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 <pH ，且pH之差≥2 pH +0.3
酸 A B A
A、B均为
pH <pH ，且pH之差≥2 pH —0.3
碱 A B B
pH +pH =14 7
A是酸，B A B
pH +pH <14（酸剩余） pH +0.3
是碱 A B A
pH +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<pH<a+n
但都不突破7，无限稀释时等于或接近于7
（3）强碱：pH=b，加水稀释10n 倍，则pH=b-n
（4）弱碱：pH=b，加水稀释10n倍，则b-n<pH<b
（七）pH的应用
1、工业 2、农业 3、科学研究 4、日常生活 5、医疗保健
三、酸碱中和滴定
（一）酸碱中和滴定的概念：
依据中和反应，用已知浓度的酸（或碱）来测定未知浓度的碱（或酸）的方法
（二）实验原理：
酸碱中和滴定的原理：H++OH-=HO 即利用中和反应时，c(H+) ·V = c(OH-) ·V
2 酸 酸 碱 碱
则c(H+) = 或 c(OH-) =
酸 碱
（三）实验用品
1、仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、滴定管夹、铁架台、锥形瓶、烧杯、pH计
2、试剂：标准液、待测液、指示剂、蒸馏水
3、滴定管的使用：
（1）构造：内径均匀，带有刻度的细长玻璃管，下端有控制液体流量的玻璃活塞（或由橡
皮管、玻璃球组成的阀）注 ： ① 滴 定 管 的
“0”刻度在上，由
上向下刻度依次增大
下端有一部分无刻度，
全部容积大于它的最
大刻度值
②滴定管的精确
读数可估读到0.01
（2）用途：精确的
放出一定体积的液体
4、实验步骤
（1）滴定前的准备：
①滴定管：查漏→水洗（洗液→自来水→蒸馏水）→润洗→装液→赶气泡→调液面→记录
数据
②锥形瓶：水洗→装液→加指示剂
③指示剂的选择：
原则：选用变色明显、灵敏，且变色范围与酸碱恰好完全反应后溶液的pH接近，在pH突
变的范围内,常用甲基橙和酚酞。“强酸滴碱甲基橙，强碱滴酸用酚酞，强酸强碱若
互滴，甲基橙酚酞都可以”
变色情况：
滴定种类 选用的指示剂 滴定终点颜色变化 指示剂用量
酚酞 红色→无色
强酸滴定强碱
甲基橙 黄色→橙色 2-3滴
强酸滴定弱碱 甲基橙 黄色→橙色甲基橙 红色→橙色
强碱滴定强酸
酚酞 无色→粉红色
强碱定弱酸 酚酞 无色→粉红色
（2）滴定： 边滴边振荡→滴速先快后
慢→左手控制滴定管活塞，
且结束前不能离开，右手
摇动锥形瓶，眼睛注视锥
形瓶内溶液变化→判定终
点→读数（等1-2min液面
稳定后）
（3）终点判断
①滴定终点：酸碱恰好完全中和的时刻
注：恰好中和=酸碱恰好完全反应≠溶液呈中性
②判断终点的方法：等到滴入最后一滴标准液，指示剂变色，且在半分钟内不恢复原来的
颜色，视为滴定终点。
记录此时标准液的体积。
（4）数据处理：
①酸碱中和滴定：按上述操作重复二至三次，求出所用标准液的平均值，根据公式计算
②用pH计测定待测液的pH和每加入一定量标准液之后的混合pH
以标准液体积为横坐标，以pH为纵坐标，作图（以NaOH滴定HCl为例）
当接近滴定终点（pH=7）时，很少量（0.04mL，
约一滴）的
碱或酸就会引起溶液pH突变
（5）误差分析：
①原理： ，其中，已知量包括： ，未
知量只有V ，所以c 与V 成正比。
标 测 标
②常见误差：标准液在滴定管中的情况
步 操作 c(浓
骤 度)
未用标准溶液润洗滴定管 偏高
洗
锥形瓶用待测溶液润洗 偏高
涤
未用待测溶液润洗取用待测液的滴定管（或移液管） 偏低锥形瓶洗净后瓶内还残留有蒸馏水 无 影
响
快达滴定终点时滴定速度过快，停止滴定后，反加一滴待测液颜色无 偏高
变化
滴定前盛装标准液的滴定管尖嘴部分有气泡，移到锥形瓶后消失 偏高
滴 盛装待测液的滴定管尖嘴部分有气泡，移到锥形瓶后消失 偏低
定 滴定过程中振荡时有液滴溅出 偏低
滴定时有几滴标准溶液附在锥形瓶壁上或滴在锥形瓶外 偏高
滴定结束，滴定管尖端挂一液滴未滴下 偏高
将移液管尖嘴部分的液体吹出 偏高
滴定完毕，未等滴定管内壁的液体完全流下就开始读数 偏高
读 滴定完毕立即读数，半分钟内颜色又褪去 偏低
数 滴定前仰视读数或滴定后俯视读数，过早估计终点 偏低
滴定前俯视读数或滴定后仰视读数，过晚估计终点 偏高
配 若配制NaOH溶液，所取的NaOH固体部分潮解 偏高
制 若配制NaOH溶液，所取的NaOH固体中含有不与酸反应的杂质 偏高
标 若配制 NaOH 溶液，所取的 NaOH 固体中含有与酸反应的杂质 偏高
准
（NaCO）
2 3
液
若配制 NaOH 溶液，所取的 NaOH 固体中含有与酸反应的杂质 偏低
产
（NaO）
生 2
的
误
差
（6）酸碱中和滴定的注意事项
①不能用量筒代替滴定管。滴定管的优点：一是读数精确（0.01），二是可以逐滴滴加液
体。
②酸式滴定管有玻璃活塞，能与碱液发生反应：SiO+2NaOH=Na SiO+H O，NaSiO 能将
2 2 3 2 2 3
活塞粘住。
③润洗滴定管的目的是因为滴定管内壁有蒸馏水，对所装溶液有稀释作用，造成实验误差
通过润洗可减少误差。
④视线应与凹液面最低点在同一水平线上。
⑤在中和滴定过程中，标准液和待测液的盛放的位置可以颠倒，因此在误差分析中，要看
清楚标准液与待测液的位置。标准液在滴定管中与标准液在锥形瓶中产生误差的情况恰好
相反；在分析误差时，都只考虑滴定管中体积对浓度的影响。
