课件35张PPT。第二节水的电离和溶液的酸碱性一、水也会电离?H20 + H20 H3O+ + OH- c(H2O)c(H+)·c(OH-)K =室温下c(H2O)是个常数,则c(H2O)·c(H+)·c(OH-)K =Kw =c(H+)·c(OH-)水的离子积常数
水的离子积1、水怎么电离的:Kw =c(H+)·c(OH-)2、水的电离受什么影响?= 1.0×10-14Kw只受温度影响。
T不变的时候,无论何种水溶液,Kw就不变。25℃时还有谁和Kw的情况比较像?Vm注:Kw里的c(H+)和c(OH-)指的是溶液中所有的H+和OH-浓度,不仅仅是指水电离出的H+和OH-。例:100℃时,纯水中C(H+)= 1.0×10-5 mol/L,则此时Kw = ?解:纯水是中性溶液。所以C(OH-)= 1.0×10-5 mol/L。即Kw= 1.0×10-10二、溶液的酸碱性与pHC(H+)>C(OH-)C(H+)则C(H+)总×C(OH-)总= Kw = 10-14。
因为C(OH-)总= C(OH-)水= 10-13 mol/L。
即C(H+)总= 10-1 mol/L。2、如此溶液为碱性溶液,
则C(H+)总×C(OH-)总= Kw = 10-14。
因为C(H+)总= C(H+)水= 10-13 mol/L。
即C(OH-)总= 10-1 mol/L。因此如果溶液中水电离出的C(H+)=10-13 mol/L,则此溶液既可能是酸性溶液,也可能是碱性溶液。2、pH值计算:pH = -lg[H+]范围:0 - 1 mol/LpH = 7中性溶液:[H+]= 1×10-7 mol/LpH = 5酸性溶液:[H+]= 1×10-5 mol/LpH = 9碱性溶液:[H+]= 1×10-9 mol/L例:25℃时中性溶液酸性溶液碱性溶液[H+]=[OH-]= 1.0×10-7 mol/L
[H+]> 1.0×10-7 mol/L>[OH-][OH-]> 1.0×10-7 mol/L>[H+]即:25℃时pH = 7pH < 7pH > 7溶液的pH值酸性增强
C(H+)越大
pH值越小碱性增强
C(OH-)越大
pH值越大溶液的pH值——正误判断1、一定条件下 pH值越大,溶液的酸性越强。2、用pH值表示任何溶液的酸碱性都很方便。3、强酸溶液的pH值一定大。4、pH值有可能等于负值。5、pH值相同的强酸和弱酸中[H+]相同、酸物质的量浓度相同。6、酸的物质的量浓度相同的强酸和弱酸中[H+]相同、pH相同。pH值测定方法测定方法:酸碱指示剂法、pH试纸法、pH计法等。酸碱指示剂一般是弱的有机酸或弱的有机碱,他们的颜色变化是在一定的pH值范围内发生的。我们把指示剂发生颜色变化的pH值范围叫做指示剂的变色范围。pH值应用pH值计算1—— c(H+)与 c(OH-)计算老老实实的计算:(在25℃时)例题:50mL0.01mol/L的HCl溶液的pH值是多少?解:因c(H+)=10-2 mol/L,则pH = 2例题:50mL0.05mol/L的H2SO4溶液的pH值是多少?解:每个H2SO4分子电离出2个H+,则
c(H+) = 0.05×2 = 0.1= 10-1 mol/L ,即pH = 1例题:50mL0.01mol/L的NaOH溶液的pH值是多少?解:因c(OH-)= 10-2 mol/L,
c(H+)= Kw/c(OH-)= 10-14/10-2= 10-12 mol/L 则pH = 12例题:50mL0.05mol/L的Ba(OH)2溶液的pH值是多少?解:每个Ba(OH)2分子电离出2个OH-,则
c(OH-) = 0.05×2 = 0.1= 10-1 mol/L c(H+)= Kw/c(OH-)= 10-14/10-1= 10-13 mol/L 则pH = 13pH值计算1—— c(H+)与 c(OH-)计算有技巧的计算:(在25℃时)例题:50mL0.01mol/L的HCl溶液的pH值是多少?解:因c(H+)=10-2 mol/L,则pH = 2例题:50mL0.05mol/L的H2SO4溶液的pH值是多少?解:每个H2SO4分子电离出2个H+,则
c(H+) = 0.05×2 = 0.1= 10-1 mol/L ,即pH = 1例题:50mL0.01mol/L的NaOH溶液的pH值是多少?解:c(OH-)= 10-2 mol/L,则pOH= 2,则pH = 14 - pOH = 12例题:50mL0.05mol/L的Ba(OH)2溶液的pH值是多少?解:每个Ba(OH)2分子电离出2个OH-,则
c(OH-) = 0.05×2 = 0.1= 10-1 mol/L 则pOH= 1,即pH = 14 - pOH = 13pH= -lgc(H+) , pOH= -lgc(OH-) ,pH + pOH = 14pH值计算2—— 强酸或者强碱的稀释例题:在25℃时,pH值等于4的盐酸溶液稀释到原来的10倍,pH值等于多少?稀释102倍呢?104倍呢?解:设原体积为1L,则稀释10倍后为10L,102倍后为100L,104倍后为10000L.
设稀释后c(H+) = x mol/L盐酸属于强酸,水溶液中完全电离,所以n稀释前H+ = n稀释后H+10-4 mol/L×1 L = x mol/L×10 L解得 x = 10-5 mol/L.即pH = 5那么稀释102倍后,10-4 mol/L×1 L = x mol/L×100 L.
解得 x= 10-6 mol/L.pH = 6那么稀释104倍后,10-4 mol/L×1 L = x mol/L×10000 L.
解得 x= 10-8 mol/L.pH = 8.但酸不可能稀释为碱。因此稀释10000倍以后pH = 7.pH值计算2—— 强酸或者强碱的稀释例题:在25℃时,pH值等于10的NaOH溶液稀释到原来的10倍,pH值等于多少?稀释102倍呢?104倍呢?解:设原体积为1L,则稀释10倍后为10L,102倍后为100L,104倍后为10000L.设稀释后c(OH-) = x mol/LNaOH属于强碱,水溶液中完全电离,所以n稀释前OH- = n稀释后OH-10-4 mol/L×1 L = x mol/L×10 L解得 x = 10-5 mol/L.同理稀释102倍后,pH = 8同理稀释104倍后,pH = 6.但碱不可能稀释为酸。因此稀释104倍以后pH = 7.pH值计算3—— 弱酸或者弱碱的稀释解:在不考虑其它情况下,稀释后正常情况pH = 6. 与强酸相比,醋酸溶液中c(H+)= 10-5 mol/L。但醋酸还有很多CH3COOH没有电离。当稀释后c(H+)减小,电离平衡向右移动,溶液中n(H+)会比原来的溶液多,因此稀释后pH会比正常稀释的时候低。
即 5 < pH < 6例题:在25℃时,pH值等于5的醋酸溶液稀释到原来的10倍,pH值等于多少?稀释到10000倍呢?稀释10000倍以后,按计算pH = 9.但酸仍然不能稀释成碱。因此pH = 7.pH值计算3—— 弱酸或者弱碱的稀释解:在不考虑其它情况下,稀释后正常情况pH = 8. 与强碱相比,氨水溶液中c(OH-)= 10-5 mol/L。但氨水还有很多NH3·H2O没有电离。当稀释后c(OH-)减小,电离平衡向右移动,溶液中n(OH-)会比原来的溶液多,因此稀释后pH会比正常稀释的时候高。
即 8 < pH < 9稀释10000倍以后,按计算pH = 5.但碱仍然不能稀释成酸。因此pH = 7.例题:在25℃时,pH值等于9的氨水溶液稀释到原来的10倍,pH值等于多少?稀释到10000倍呢?pH值计算2,3—— 酸或者碱的稀释酸碱稀释规律:1、以7为中心,向7靠拢。2、强酸稀释10n倍后,pH = pH稀释前 + n
强碱稀释10n倍后,pH = pH稀释前 - n4、无限稀释后,无论强酸弱酸或强碱弱碱,pH = 73、弱酸稀释10n倍后,pH < pH稀释前 + n
弱碱稀释10n倍后,pH > pH稀释前 - nc(HCl)V(HCl) + c(H2SO4)V(H2SO4)pH值计算4— 强酸与强酸混合或者强碱与强碱混合解:设两种溶液的体积均为1L.c(H+)=则pH = 2 - lg5
= 1.31×10-1 + 1×10-41 + 1n(H+/HCl) + n(H+/H2SO4)VHCl + VH2SO4=5×10-2VHCl + VH2SO4例题:在25℃时,pH值等于1的盐酸溶液和pH值等于4的硫酸溶液等体积混合pH值等于多少?酸酸等体积混合规律:pH混= pH小 + 0.3pH值计算4— 强酸与强酸混合或者强碱与强碱混合解:设两种溶液的体积均为1L.c(OH-)=(1×10-5 + 1×10-3)1 + 1n1(OH-) + n2(OH-)V1 + V2=5×10-4c1V1 + c2V2V1 + V2例题:在25℃时,pH值等于9和pH值等于11的两种氢氧化钠溶液等体积混合pH值等于多少?pOH=-lg5×10-4
=4-lg5
=3.3pH = 14 - pOH = 10.7碱碱等体积混合规律:pH混= pH大 - 0.3pH值计算5—— 强酸与强碱混合例题:在25℃时,100 mL O.6 mol/L的HCl与等体积0.4mol/L的NaOH溶液混合后,溶液的pH值等于多少?解:NaOH + HCl = NaCl + H2O0.060.04pH=-lg[H+]=-lg0.02/(0.1+0.1)=-lg10-1=1关键:酸过量抓住氢离子进行计算!pH值计算5—— 强酸与强碱混合例题:在25℃时,100 mL O.4 mol/L的HCl与等体积0.6mol/L的NaOH溶液混合后,溶液的pH值等于多少?解:NaOH + HCl = NaCl + H2O0.040.06关键:碱过量抓住氢氧根离子进行计算!=1pOH = -lg[OH-]pOH = -lg0.02/(0.1+0.1)pH = 14 - pOH= 13pH值计算小结:1、C(H+)总×C(OH-)总= Kw
pH= -lgc(H+) , pOH= -lgc(OH-) ,pH + pOH = 142、酸碱稀释:
①、以7为中心,向7靠拢。
②、强酸稀释10n倍后,pH = pH稀释前 + n
强碱稀释10n倍后,pH = pH稀释前 - n
③、弱酸稀释10n倍后,pH < pH稀释前 + n
弱碱稀释10n倍后,pH > pH稀释前 - n
④、无限稀释后,无论酸碱强弱,pH = 73、①、酸酸等体积混合:pH混= pH小 + 0.3
②、碱碱等体积混合:pH混= pH大 - 0.34、①、酸酸混合或碱碱混合,先做H+或OH-加法,计算浓度及pH值
②、酸碱混合,做H+和OH-减法,找出过量的物质计算H+或OH-浓度及pH值。
酸碱中和滴定用已知物质的量浓度的酸(或碱)来测定未知物质的量浓度的碱(或酸)的方法叫酸碱中和滴定。一、酸碱中和滴定原理3)、根据 H+ + OH- = H2O 可知:nH+ = nOH-。即cNaOH×VNaOH = cHCl×VHCl例:实验室发现一瓶未知浓度的NaOH溶液。请使用一瓶0.12mol/L的HCl溶液测定此NaOH溶液的浓度。1)、量取未知浓度NaOH溶液20mL。
则 nOH- = nNaOH = cNaOH×VNaOH2)、用已知浓度的HCl溶液与NaOH溶液反应。当恰好中和时,记下用掉的体积VHCl。
则此时用掉的nH+ = nHCl = cHCl×VHCl。二、酸碱中和滴定实验操作实验准备问题:
[问题]用什么方法可指示酸碱恰好完全反应?
[问题]量筒和滴定管的“0”刻度位置是否一致?
[问题]量筒和滴定管哪个更精确一些?
[问题]如何判断酸式滴定管和碱式滴定管?滴定管精确到0.1ml毫升,
可估读到0.01ml毫升。
滴定操作查漏--润洗--注液--调液赶气泡--滴定--读数2、润洗:用标准液或待测液分别润洗酸式滴定管和 碱式滴定管。用蒸馏水清洗锥形瓶。3、注液:分别把酸碱加入滴定管。1、查漏:检查酸式滴定管和碱式滴定管是否漏水。4、调液赶气泡:调节液面至零或零刻度线以下。如果尖嘴部分有气泡,要排出气泡。记录此时标准液读数VHCl始。
终点判断:加入最后1滴标准溶液,溶液颜色改变,
且半分钟内保持颜色不变5、滴定
洗涤,注入20mL的待测液(NaOH)溶液到锥形瓶中,滴加2-3滴指示剂。
慢慢滴入标准液,边滴边晃动锥形瓶使溶液混合均匀。
全程仔细观察锥形瓶内颜色变化。6、读数:记下读数VHCl终。重复操作3次,分别记下VHCl始和VHCl终,并计算平均值。三.数据处理用 0.12 mol/L 盐酸滴定未知浓度NaOH溶液为例:四. 误差分析关键:
讨论中和滴定误差时,一切误差都要归结到对V标的大小影响上来分析:即导致V标偏大的操作,则测量结果偏高;反之,导致V标偏小的操作,则测量结果偏低.
1.酸式滴定管未用标准盐酸润洗2.盛未知浓度NaOH溶液的滴定管未用NaOH溶液润洗3.碱式滴定管中开始有气泡,后气泡消失4.锥形瓶中加水,稀释溶液 例:以0.20mol/L标准盐酸滴定25.00mL未知浓度NaOH溶液5.酸式滴定管中开始有气泡,滴定后消失6.振荡剧烈,碱液溅出7.滴定开始(记初读数时)仰视,结束(记末读数时)俯视8.开始时俯视,结束时仰视 以0.20mol/L标准盐酸滴定25.00mL未知浓度NaOH溶液为例:突跃范围20.02mL19.98mL加入NaOH溶液的体积V(mL)溶液的pH“突跃”的存在为准确判断终点提供了方便