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专题七 水的电离与溶液的酸碱性 基础到提高


水能导电吗? 水能导电吗?

专题七 水的电离和溶液的pH pH值 水的电离和溶液的pH值

一.水的电离
水是一种极弱的电解质,能微弱电离: 水是一种极弱的电解质,能微弱电离: H2O + H2O H3O++ OH-

简写为 H2O

H+ + OH-

[讨论

]试用电离平衡理论讨论影响水的电离的因素? 讨论]试用电离平衡理论讨论影响水的电离的因素? H2O
二 影响水电离的因素 1.温度 1.温度 水的电离是一个吸热反应,因此, 水的电离是一个吸热反应,因此,升高 温度有利于水的电离。 温度有利于水的电离。

H+ + OH-

在一定温度时,C(H+)和C(OH-)的乘 在一定温度时, ( ( 积是一个常数: ( 积是一个常数:C(H+)·C(OH-)=Kw。 ( Kw叫做水的离子积常数,简称为水的离子积 叫做水的离子积常数 简称为水的离子积 水的离子积常数,
Kw = 1×10-14

[问题]分析表格中的数据,有何规律,并解释之 问题]分析表格中的数据,有何规律,
温 0°C 度 20° 20°C 25° 25°C 50° 50°C 5.47× 5.47×10-14 100° 100°C 1×10-12

Kw 1.44×10-15 6.81×10-15 1×10-14 1.44× 6.81×

注意: 注意: 温度越高,Kw越大 故出示Kw数据时, 越大, Kw数据时 1、温度越高,Kw越大,故出示Kw数据时,必须指 温度,一般情况下不标明温度则直接视作常温。 明温度,一般情况下不标明温度则直接视作常温。 2、任何溶液中同时存在H+和OH-,且均满足 、任何溶液中同时存在 C(H+)·C(OH-)=Kw;虽然溶液中 (H+)与C ( ( ;虽然溶液中C( 未必相等, (OH-)未必相等,但水电离产生的 C(H+)=C(OH-) ( (

2.浓度 2.浓度

酸或碱性溶液中, c(H+) · c(OH-)= 1×10-14 1×

思考:对常温下的纯水进行下列操作,试填写表格内容。 思考:对常温下的纯水进行下列操作,试填写表格内容。
操作 溶液 水的电离 C (H + )和C 的酸 平衡移动 C(H+) C(OH-) (OH-)的大 小比较 方向 碱性 Kw 不 变

通HCl(g) 酸 加NaOH(s) 碱 加NaCl(s) 中

<
= = = =

不 变 不 变

三 溶液的酸碱性 常温时,溶液的酸碱性与c 常温时,溶液的酸碱性与c(H+)和 c(OH-)的 关系可以表示如下: 关系可以表示如下: 中性溶液 c(H+)=c(OH-)=1×10-7mol/L =c( =1× mol/ 酸性 c(H+)>c(OH-),c(H+)>1×10-7mol/L )>c ),c )>1 mol/ 碱性 c(H+)<c(OH-),c(H+)<1×10-7mol/L H+)< )<c ),c )<1 mol/ c(H+)越大,溶液的酸性越强;c(H+)越小, 越大,溶液的酸性越强; 越小, 溶液的酸性越弱。 溶液的酸性越弱。

四 溶液的pH值的计算 溶液的pH值的计算
pH = -lg{c(H+)} lg{
+) c( H

=

-pH 10

范围: 范围: 0

14

c(H+)≤1mol /L和c(OH-) ≤ 1mol /L的稀溶液。 的稀溶液。 和 的稀溶液

溶液的pH值 溶液的 值
酸 性 增 强

碱 性 增 强

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

100 10—1 10—2 10—3 10—4 10—5 10—6 10—7 10—8 10—9 10—10 10—11 10—12 10—13 10—14

溶液pH的测定方法 溶液 的测定方法 酸碱指示剂:粗略测定溶液的 范围 酸碱指示剂:粗略测定溶液的pH范围 pH试纸 粗略测定溶液的 范围。方法: 试纸:粗略测定溶液的 范围。方法: 试纸 粗略测定溶液的pH范围 用玻璃棒蘸取待测溶液点在pH 用玻璃棒蘸取待测溶液点在 试纸中部,与标准比色卡比较, 试纸中部,与标准比色卡比较, 即可得出其溶液的pH。 即可得出其溶液的 。 pH计:一种仪器,用于精确测定溶液的 计 一种仪器, pH。 。

酸碱指示剂
1.酸碱指示剂:在不同pH溶液中能显示不同颜色的化物 酸碱指示剂:在不同 溶液中能显示不同颜色的化物 酸碱指示剂 2.指示剂的变色范围: 指示剂的变色范围: 指示剂的变色范围
甲基橙: 甲基橙: 红色
3.1

橙色
4.4

黄色

酚酞: 酚酞:

无色
8

浅红色
10

红色

石蕊: 石蕊: 红色
5

紫色
8

蓝色

思考与练习
定义: 若 定义:pOH=-lg c(OH-) pKw=-l g Kw 则室温下在同一溶液中, 、 则室温下在同一溶液中,pH、pOH与pKw之 与 间有什么关系? 间有什么关系? -lg Kw=- lg c(H+) ·c(OH-) pKw = pH + pOH 因室温下 Kw = 1×10-14 × 所以: 所以:pH + pOH = 14

练习: 练习:
1、某温度下,纯水的C(H+)=2.0×10-7mol/L, 、某温度下,纯水的 ( × , , 若温度不变,滴入稀盐酸, 若温度不变,滴入稀盐酸,使C(H+)=5.0×10-6mol/L, ( × , 则溶液中 8.0×10-9mol/L × -)=_________, C(OH ( ,
+) 8.0×10-9mol/L × C(H H2O电离 电离=___________。 ( 。

2.0×10 × 则此时溶液中C( 则此时溶液中 (OH-)=______

-7mol/L

2、已知100°C时的 为1×10-12,试求该温 、已知 时的Kw为 × ° 时的 度时纯水、 度时纯水、0.1mol/LHCl溶、0.1mol/LNaOH溶 溶 溶 液中的C(H+)。 液中的 (

3.问题讨论 3.问题讨论 mol/ 由水电离出的 c(H+)=10-12mol/L 的溶液一定是碱性溶液吗? 的溶液一定是碱性溶液吗?

计算
一、酸、碱溶液中由水电离产生的C(H+)水、 c ( OH- ) ( 水的计算 1、将1mL0.1mol/L硫酸溶液加水稀释至 硫酸溶液加水稀释至2000mL,所得 、 硫酸溶液加水稀释至 , 溶液中由水电离出来的C( 溶液中由水电离出来的 (H+)水最接近于 B -11mol/L -10mol/L B.1×10 A.1×10 . × . × C.1×10-8mol/L D.1×10-4mol/L . × . × 2、 20℃时,某溶液中由水电离出的 、 ℃ c ( OH- )水=10-12mol/L。向该溶液中滴入 ~3滴甲基 。向该溶液中滴入2~ 滴甲基 橙溶液后, 橙溶液后,溶液的颜色可能是 BD A.橙色 . B.红色 . C.蓝色 . D.黄色 .

二、极稀的酸、碱溶液中, c(H+) 、 c(OH-)的 极稀的酸、碱溶液中, 的 估算 5、将1mLpH为6的盐酸稀释至 的盐酸稀释至1000mL,所得 、 为 的盐酸稀释至 , 溶液的pH 溶液的 D A.等于 B.等于 .等于7 .等于9 C.稍大于 D.稍小于 .稍大于7 .稍小于7 6、将pH为9的NaOH溶液稀释至原来的 、 为 的 溶液稀释至原来的1000 溶液稀释至原来的 所得溶液的pH 倍、 所得溶液的 C A.等于 B.等于 .等于6 .等于7 C.稍大于 D.稍小于 .稍大于7 .稍小于7

强酸强碱溶液稀释后的pH 强酸强碱溶液稀释后的pH
pH=a的强酸稀释10 倍后, pH=a的强酸稀释10n倍后,pH=a+n 的强酸稀释 pH=b的强碱稀释 倍后,pH=b的强碱稀释10 pH=b的强碱稀释10n倍后,pH=b-n

弱酸弱碱溶液稀释后的pH 弱酸弱碱溶液稀释后的
pH=a的弱酸稀释 n倍后,a<pH<a+n; 的弱酸稀释10 倍后, < < 的弱酸稀释 ; pH=b的弱碱稀释 n倍后,b-n<pH<b。 的弱碱稀释10 倍后, < < 。 的弱碱稀释 决定于水电离出的H 浓度, 溶液很稀时,c(H+)决定于水电离出的 +、OH-浓度 决定于水电离出的 溶液无限稀释时, 溶液无限稀释时,pH→7。 。 pH每增加一个单位, c(H+)减少至原来的 /10, 每增加一个单位, 减少至原来的1/ , 每增加一个单位 减少至原来的 c(OH-)增大到原来的 倍。 增大到原来的10倍 增大到原来的

三、温度变化时水的电离平衡的移动 5、100℃时纯水的 、 ℃时纯水的pH A.等于 B.小于 .等于7 .小于7 C.大于 D.不能确定 .大于7 . B

6、100℃ 6、100℃时,对于0.1mol·L-H2SO4溶液 对于0.1mol·L A.C(OH-)=5×10-14mol·L-1 . × B.C (H+)·C (OH-)=1×10-14 . × C.无限稀释后 接近 ,且小于 接近7,且小于7 D .无限稀释后pH接近 D.都不正确 .

五、PH应用 应用
健康人体血液pH pH值 35— 45, (1)健康人体血液pH值-7.35—7.45,
若在外界因素作用下突然发生改变会引起“酸中毒”或碱中毒。 若在外界因素作用下突然发生改变会引起“酸中毒”或碱中毒。 若pH低于7或高于7.8,则会有生命危险。 pH低于7或高于7 低于 则会有生命危险。

胃液与pH (2).胃液与pH
胃液成酸性,主要成份是盐酸,正常人胃液pH值0.9-1.5左右, 胃液成酸性,主要成份是盐酸,正常人胃液pH值 pH 左右, 患胃病时常导致胃酸过多,胃液pH下降, 患胃病时常导致胃酸过多,胃液pH下降,氢氧化铝胶囊或碳酸氢 pH下降 钠粉剂都因能与胃酸作用可用来治疗胃酸过多( 钠粉剂都因能与胃酸作用可用来治疗胃酸过多(胃穿孔者不宜服 用碳酸氢钠) 用碳酸氢钠)。

(3)酶与pH值 酶与pH值 pH
酶是活细胞所产生的一种特殊蛋白质,酶具有极高的催化能力。 酶是活细胞所产生的一种特殊蛋白质, 酶具有极高的催化能力 。 它的催化效率高低( 酶的活性) 常受到温度、 pH等多种因素的影 它的催化效率高低 ( 酶的活性 ) 常受到温度 、 pH 等多种因素的影 酶的活性在适宜的温度(人体内一般为37 37℃ pH值时活性最 响。酶的活性在适宜的温度(人体内一般为37℃)和pH值时活性最 多数酶一般在pH 左右) pH= 高。(多数酶一般在pH=7左右)。 胃蛋白酶pH1.8——2时活性最高,如果温度和pH值偏高最适值, 胃蛋白酶pH1 ——2时活性最高,如果温度和pH值偏高最适值, pH pH值偏高最适值 酶的活性就会下降,甚至失去活性。 酶的活性就会下降,甚至失去活性。 唾液淀粉酶pH=6 37℃是唾液淀粉酶的适宜温度, 唾液淀粉酶pH=6.8, 37℃是唾液淀粉酶的适宜温度,高于或低于 pH= 此值时酶活性逐渐降低。 此值时酶活性逐渐降低。

人体几种体液和代谢产物的正常pH: 人体几种体液和代谢产物的正常


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