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第三章水溶液中的離子平衡第二節(jié)水的電離和溶液的酸堿性思考與交流
研究電解質(zhì)溶液時(shí)往往涉及溶液的酸堿性,而酸堿性與水的電離有密切的關(guān)系。那么水是如何電離的呢?探究實(shí)驗(yàn)精確的純水導(dǎo)電實(shí)驗(yàn)GG現(xiàn)象:指針擺動(dòng)不亮結(jié)論:水是
電解質(zhì)
極弱H2O+H2OH3O+
+OH-H2OH+
+OH-能發(fā)生
電離
微弱靈敏電流計(jì)燈泡實(shí)驗(yàn)測(cè)定:
25℃,1L純水中(55.6mol)只有1×10-7mol水發(fā)生了電離;100℃,1L純水中(55.6mol)只有1×10-6mol水發(fā)生了電離H2O+H2OH3O++OH-一、水的電離
水合氫離子簡(jiǎn)H2OH+
+OH-討論:
純水的組成微粒有哪些?H+OH-H2O思考1:純水中c(H+)與c(OH-)大小有何關(guān)系?思考2:在25℃下,電離程度如何?1、水電離特點(diǎn)水是極弱的電解質(zhì)25℃
時(shí),1L水中只有10-7molH2O分子發(fā)生電離H2O的電離常數(shù)K電離=c(H2O)=1L1000g18g·mol-1K電離
=c(H+)·c(OH-)c(H2O)c(H+)·c(OH-)c(H2O)·K電離
=KwKw=室溫下1×10-14KW叫做水的離子積常數(shù),簡(jiǎn)稱(chēng)水的離子積。1)表達(dá)式:1.在任何水溶液中,均存在水的電離平衡,也就是任何水溶液中都是H+、OH-共存的。
2.任何水溶液中都存在Kw=c(H+).c(OH-)3.式子中c(H+)和c(OH-)均表示整個(gè)溶液的c(H+)和c(OH-)水的離子積常數(shù)注:Kw=c(H+).c(OH-)(1)常溫下,濃度為1×10-5mol/L的鹽酸溶液中,由水電離產(chǎn)生的c(H+)是多少?解:酸溶液中Kw=c(H+)酸
·
c(OH-)水c(OH-)水=c(H+)水=Kwc(H+)酸
=1×10-9mol/L=1×10-141×10-5mol/L利用Kw的計(jì)算——2.求c(H+)
H2O或c(OH-)
H2O(2)在常溫下,0.1mol/L的鹽酸溶液中水電離出的c(H+)和c(OH-)是多少?水電離出的c(OH-)=1×10-14/0.1=1×10-13mol/L
=c(H+)(3)在常溫下,0.1mol/L的NaOH溶液中水電離出的c(H+)和c(OH-)是多少?水電離出的c(H+)=1×10-14/0.1=1×10-13mol/L=c(OH-)(4)某溫度下純水中C(H+)=2×10-7mol/L,則此時(shí)溶液中的C(OH-)=___________。若溫度不變,滴入稀鹽酸使C(H+)=5×10-6mol/L,則此時(shí)溶液中的C(OH-)=___________。2×10-7mol/L8×10-9mol/L2.0.1mol/L的NaOH溶液中,
c(OH-)=?、c(H+)=?、由水電離出的c(OH-)水=?、c(H+)水=?1.
0.1mol/L的鹽酸溶液中,
c(H+)=?、c(OH-)=?、由水電離出的c(OH-)水=?、c(H+)水=?3.0.1mol/L的NaCl溶液中,
c(OH-)=?、c(H+)=?練習(xí)4、下列五種溶液中c(H+)由大到小的排列順序A.0.1mol·L-1的鹽酸;B.0.1mol·L-1的硫酸;C.0.1mol·L-1的NaOH;D.0.1mol·L-1的CH3COOH;E.0.1mol·L-1的NaCl,BADEC0.1mol/L0.2mol/L1×10-13mol/L小于0.1mol/L1×10-7mol/L比較:D5、水的電離過(guò)程為H2OH++OH-,在不同溫度下其離子積為KW25℃=1×10-14,KW35℃=2.1×10-14。則下列敘述正確的是()A、[H+]隨著溫度的升高而降低B、在35℃時(shí),純水中[H+]>[OH-]C、水的電離常數(shù)K25
℃
>K35℃
D、水的電離是一個(gè)吸熱過(guò)程判斷正誤⑴
任何水溶液中都存在水的電離平衡。⑵
任何水溶液中(不論酸、堿或中性)都存在Kw=10-14。⑶
某溫度下,某液體c(H+)=10-7mol/L,則該溶液一定是純水?!獭痢羣℃0102025KW/10-140.1340.2920.6811.01t℃405090100KW/10-142.925.4738.055.0水的電離是一個(gè)吸熱過(guò)程.結(jié)論:分析下表中的數(shù)據(jù)有何規(guī)律,并解釋之
影響水的電離平衡的因素溫度升高,Kw變大討論:
酸堿性水的電離平衡移動(dòng)方向C(H+)C(OH-)C(H+)與C(OH-)大小關(guān)系Kw變化加熱
加HCl
加NaOH
中性正方向增大相等增大酸性逆方向增大減小大于不變堿性逆反應(yīng)減小增大小于-小結(jié):加入酸或堿都抑制水的電離,溶液的酸堿性取決于H+與OH-濃度的相對(duì)大小增大不變對(duì)常溫下的純水進(jìn)行下列操作:H2OH+
+OH-水的電離水的離子積:影響因素KW=c(OH-)·c(H+)(25℃時(shí),KW=1.0×10-14)溫度:酸:堿:T↑,KW↑抑制水的電離,KW不變抑制水的電離,KW
不變影響水的電離平衡的因素:溫度不變,KW不變正誤判斷①、如果c(H+)不等于c(OH-)則溶液一
定呈現(xiàn)酸堿性。②、在水中加酸會(huì)抑制水的電離。③、如果c(H+)
/c(OH-)
>1的值越
大則酸性越強(qiáng)。④、水溶液中都有c(H+)和c(OH-)。⑤、c(H+)等于10-6mol/L的溶液
一定呈現(xiàn)酸性。⑥、對(duì)水升高溫度電離度增大,酸性增強(qiáng)?!獭獭獭碳兯?0℃和50℃的H+濃度,前者與后者的關(guān)系是A.前者大B.后者大C.相等D.無(wú)法確定下列微粒中不能破壞水的電離平衡的是
A、H+B、OH-C、S2-D、Na+下列物質(zhì)溶解于水時(shí),電離出的陰離子能使水的電離平衡向右移動(dòng)的是A、CH3COONaB、Na2SO4
C、NH4ClD、CH3COOHBDA思考與交流Kw=c(H+).c(OH-)
對(duì)水電離平衡的影響
c(H+)mol/Lc(OH-)mol/Lc(H+)與c(OH-)比較溶液酸堿性
純水
HCl
NaOH
一、溶液的酸堿性與H+、OH-濃度的關(guān)系=1×10-14(25℃)無(wú)=10-7=10-7c(H+)=c(OH-)中性左移>10-7<10-7c(H+)>c(OH-)酸性左移<10-7>10-7c(H+)<c(OH-)堿性總結(jié):溶液的酸堿性由溶液中H+、OH-濃度相對(duì)大小決定酸性:c(H+)>c(OH-)中性:c(H+)=c(OH-)堿性:c(H+)<c(OH-)常溫25℃c(H+)>10-7mol/Lc(H+)=10-7mol/Lc(H+)<10-7mol/L無(wú)論任何溫度,無(wú)論酸性、中性、堿性溶液,都存在水電離出的H+、OH-,并且由水電離出的這兩種離子濃度一定相等。討論:KW105℃=10-12在105℃時(shí),純水中c(H+)為多少?c(H+)>1×10-7mol/L是否說(shuō)明105℃時(shí)純水溶液呈酸性?105℃時(shí),c(H+)=1×10-7mol/L溶液呈酸性還是堿性?不能用c(H+)等于多少來(lái)判斷溶液酸、堿性,只能通過(guò)兩者相對(duì)大小比較在常溫下,某溶液中由水電離產(chǎn)生的c(H+)=1×10-12mol/L的溶液,則該溶液的酸堿性如何?可能是酸性也可能是堿性
c(H+)水=c(OH-)水=10-12mol/L若c(H+)aq=c(H+)水=10-12mol/L
則c(OH-)aq=10-2mol/L溶液顯堿性若c(OH-)aq=c(OH-)水=10-12mol/L則c(H+)aq=10-2mol/L溶液顯酸性25℃、濃度均為0.1mol/L的下列溶液中c(H+)
由大到小的排列順序:①氨水②NaOH③鹽酸
④醋酸③>④>①>②A常溫下,某溶液中由水電離出來(lái)的c(H+)=1.0×10-13mol/L
,該溶液可能是()
①二氧化硫②氯化銨水溶液③硝酸鈉水溶液④氫氧化鈉水溶液
A.①④ B.①②
C.②③D.③④√在由水電離產(chǎn)生的H+濃度為1×10-13mol·L-1的溶液中,一定能大量共存的離子組是①K+、Cl-、NO3-、S2-
②K+、Fe2+、I-、SO42-
③Na+、Cl-、NO3-、SO42-④Na+、Ca2+、Cl-、HCO3-
⑤K+、Ba2+、Cl-、NO3-A.①③ B.③⑤ C.③④ D.②⑤酸性條件不能共存堿性條件不能共存能共存酸、堿性條件都不能共存能共存在25℃,在某無(wú)色溶液中由水電離出的c(OH-)=1×10-13,一定能大量共存的離子組是()
A.NH4+K+NO3-Cl-B.NO3-CO32
-K+Na+C.K+Na+Cl-SO42-D.Mg2+Cu2+SO42-Cl-C濃度均為0.1mol/L的下列溶液中,由水電離出的c(H+)
H2O大小關(guān)系為:①鹽酸②醋酸溶液③硫酸溶液④氫氧化鈉溶液②>①=④>③二、溶液的pH當(dāng)溶液中H+、OH-濃度很小時(shí),表示或比較溶液的酸堿性較麻煩,怎么處理?pH=-lgc(H+)1、定義:c(H+)=10-PH用H+物質(zhì)的量濃度的負(fù)對(duì)數(shù)表示
例:試計(jì)算當(dāng)H+濃度分別為10、1、10-1、10-3、10-5、10-7、10-9、10-13、10-18mol/L時(shí),溶液的pH是多少?-1、0、13、5、7、9、1318
討論:
你認(rèn)c(H+)在什么范圍內(nèi),用pH來(lái)表示溶液的酸堿性比較方便?0---14任意水溶液中c(H+)≠0,但pH可為0,此時(shí)c(H+)=1mol/L,一般c(H+)>1mol/L或c(OH-)>1mol/L時(shí),pH<0,不用pH表示直接用c(H+)表示溶液的酸堿性例:計(jì)算0.1mol/L的HCl溶液的pH值解、∵c(H+)=0.1×1=0.1∴pH=-lg0.1=1練習(xí):試計(jì)算常溫下的①0.005mol/LH2SO4溶液;②0.005mol/LBa(OH)2溶液的pH值解、①∵c(H+)=0.005×2=0.01∴pH=-lg0.01=2②∵c(OH-)=0.005×2=0.01∴pH=-lg10-12
=12或∵c(OH-)=0.005×2=0.01∴pOH=-lg0.01=2pH=14-2=12①、一定條件下pH越大,溶液酸性越強(qiáng)②、pH表示任何溶液的酸堿性都很方便③、強(qiáng)酸溶液的pH一定大④、pH等于6是一個(gè)弱酸體系⑤、pH有可能等于負(fù)值⑥、pH相同的強(qiáng)酸和弱酸中c(H+)相 同,物質(zhì)的量濃度也相同。pH01234567891011121314
酸性增強(qiáng)中性堿性增強(qiáng)25℃0
1001
10-12
10—23
10—34
10—45
10—56
10—67
10—7810—8910—91010—101110—111210—121310—131410—14中性pHC(H+)C(OH-)10-1410-1310-1210-1110-1010-910-810-710-610-510-410-310-210-1100酸性堿性增強(qiáng)增強(qiáng)0100110-1210—2310—3410—4510—5610—67
10—7810—8910—91010—101110—111210—121310—131410—14pH越小,c(H+)
越大酸性越強(qiáng);pH越大,c(OH-)
越大,堿性越強(qiáng)。結(jié)合pH與c(H+)的關(guān)系,思考溶液酸堿性與pH的關(guān)系25℃pH012345678910……
酸性增強(qiáng)中性堿性增強(qiáng)100℃1、100℃時(shí)純水的pH為6,小于7,因而此時(shí)純水呈酸性2、10℃時(shí)純水的pH比60℃時(shí)純水的pH大練習(xí)錯(cuò),呈中性對(duì)(1)廣范pH試紙精密pH試紙
用鑷子截取1-2cmPH試紙于潔凈干燥的表面皿或是玻璃片上,用干凈的玻璃棒蘸取待測(cè)液點(diǎn)在PH試紙中部,待試紙顯色穩(wěn)定后與標(biāo)準(zhǔn)比色卡對(duì)照,讀出PH。試紙使用時(shí)不能用水潤(rùn)濕,且所測(cè)數(shù)值為整數(shù)2、pH的測(cè)定方法pH試紙(定量粗略測(cè)量)pH
01234567891011121314
強(qiáng)酸性
弱酸性中性弱堿性
強(qiáng)堿性紅色橙紅色橙黃色淺草綠色深草綠色藍(lán)色深藍(lán)色黃色藍(lán)紫色(整數(shù)位)討論:pH試紙的使用能否直接把pH試紙伸到待測(cè)液中?是否要先濕潤(rùn)pH試紙后,再將待測(cè)液滴到pH試紙上?能否用廣泛pH試紙測(cè)出pH=7.1來(lái)?
標(biāo)準(zhǔn)比色卡中的數(shù)據(jù)都是整數(shù)如用濕潤(rùn)的pH試紙檢驗(yàn)待測(cè)液,對(duì)該溶液pH值的測(cè)定:A、一定有影響B(tài)、偏大C、偏小D、不確定注意:①不能用水潤(rùn)濕②要放在玻璃片(或表面皿)上③用玻璃棒蘸待測(cè)液滴于試紙上pH計(jì)(定量精確測(cè)量)(小數(shù)位)(廣東卷)下列可用于測(cè)定溶液pH且精確度最高的是()(A)酸堿指示劑(B)pH計(jì)
(C)精密pH試紙(D)廣泛pH試紙BpH=-lgc(H+)練習(xí)1、pH試紙使用操作中正確的是()
A.將pH試紙的一端浸入溶液,觀察顏色的變化
B.將pH試紙浸入溶液一會(huì)兒,再取出跟標(biāo)準(zhǔn)比色卡相比較
C.用潔凈的玻璃棒沾取被測(cè)溶液,滴在pH試紙上,顏色變化后與比色卡對(duì)照
D.先將pH試紙用蒸餾水潤(rùn)濕,再用潔凈的玻璃棒沾取被測(cè)溶液,滴在pH試紙上,顏色變化后與比色卡對(duì)照C人體幾種體液和代謝產(chǎn)物的正常pH人體體液和代謝產(chǎn)物都有正常的pH范圍,測(cè)定人體體液和代謝產(chǎn)物的pH,可以幫助了解人的健康狀況。一些體液和代謝產(chǎn)物的正常pH如上圖所示。
四、pH值的應(yīng)用1、人體健康人體內(nèi)的各種體液都有一定的pH,當(dāng)體內(nèi)的酸堿平衡失調(diào)時(shí),血液的pH是診斷疾病的一個(gè)重要參數(shù)。2、日常生活人們洗發(fā)時(shí)使用的護(hù)發(fā)素,其主要功能也是調(diào)節(jié)頭發(fā)的pH使之達(dá)到適宜的酸堿度。3、環(huán)保領(lǐng)域酸性或堿性廢水的處理常常利用中和反應(yīng)。1、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(二)溶液混合pH計(jì)算
例在25℃時(shí),pH=1的鹽酸溶液1L與pH=4的鹽酸溶液1000L混合,混合后溶液的pH等于多少?關(guān)鍵:1、抓住氫離子進(jìn)行計(jì)算!2、當(dāng)相加、減的兩個(gè)量相差100倍以上時(shí),小的可忽略pH=-lgc(H+)=-lgc((1×10—1+1000×10—4)/(1+1000))=-lgc(2×10—4)=4-lg2=3.7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=-lg[H+]=-lg(1×10—1+1×10—4)/(1+1)=-lg5×10—2=2-lg5=1.3關(guān)鍵:抓住氫離子進(jìn)行計(jì)算!兩種強(qiáng)酸等體積混合,△pH≥2時(shí)混合液pH=pH小+lg2=pH?。?.3pH=2的鹽酸和pH=4的鹽酸溶液等體積混合后,所得溶液的pH=
。pH=3的鹽酸和pH=6的硫酸溶液等體積混合后,所得溶液的pH=
。兩種pH不同的強(qiáng)酸等體積混合時(shí)△pH≥2時(shí),pH混=pH小+0.3練習(xí)2.33.3計(jì)算10mL0.1mol/LHCl和10mL0.05mol/LH2SO4混合溶液的pH解:c(H+)Ⅰ=0.1×1=0.1mol/Lc(H+)Ⅱ=0.05×2=0.1mol/Lc(H+)混合=pH=-lg0.1=1練習(xí):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值
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思考:怎樣計(jì)算強(qiáng)堿與強(qiáng)堿混合溶液的pH值?強(qiáng)堿與強(qiáng)堿混合:強(qiáng)堿Ⅰ:CⅠ電離C(OH-)Ⅰ強(qiáng)堿Ⅱ:CⅡ電離C(OH-)ⅡC(OH-)混合-lgpHKwC(H+)混合-lgpOH14--pOH解:=-lg2+11=10.7例: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?[OH—]=(1×10—5+1×10—3)/(1+1)[H+]=10-14/[OH-]pH=-lg10-14/(10-3/2)兩種pH不同的強(qiáng)堿等體積混合時(shí)△pH≥2時(shí),pH=pH大-lg2=pH大-0.3
pH=13的Ba(OH)2溶液與pH=10的NaOH溶液體積比按1∶3混合后的pH____。pH=13的Ba(OH)2溶液與pH=10的NaOH溶液體積比按1∶1混合后的pH____。12.712.4練習(xí)計(jì)算:⑴、pH=13和pH=11的強(qiáng)堿⑵、pH=1和pH=3的強(qiáng)酸等體積混合的混合液的pH值解:⑴、pH混=pH大-0.3=13-0.3=12.7⑵、pH混=pH?。?.3=1+0.3=1.3想一想:強(qiáng)酸強(qiáng)堿混合,混合溶液的pH值怎樣計(jì)算?將pH=8的氫氧化鈉溶液與pH=10的氫氧化鈉溶液等體積混合后,溶液中的氫離子濃度最接近于()A、mol·L-1B、mol·L-1C、(10-8+10-10)mol·L-1D、2×10-10mol·L-1
D例、25℃時(shí),10mL0.1mol/LNaOH和10mL0.05mol/LBa(OH)2混合,計(jì)算混合溶液的pH值解:∵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=1pH=14–1=13強(qiáng)酸與強(qiáng)堿溶液反應(yīng)后溶液pH求算:酸過(guò)量:則c(H+)=堿過(guò)量:則c(OH-)=c(H+)V1-c(OH-)V2
V1+V2c(OH+)V2-c(H+)V1
V1+V2c(H+)=Kw/c(OH-)在25℃時(shí),100ml0.6mol/L的鹽酸與等體積0.4mol/L的NaOH溶液混合后,溶液的pH等于多少?關(guān)鍵:酸過(guò)量抓住氫離子進(jìn)行計(jì)算!NaOH+HCl=NaCl+H2O0.060.04pH=-lgc(H+)=-lg0.02/(0.1+0.1)=-lg10—1=1強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合—酸過(guò)量例:在25℃時(shí),100ml0.4mol/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+H2O0.040.06關(guān)鍵:堿過(guò)量抓住氫氧根離子進(jìn)行計(jì)算![OH—]=0.1(0.6-0.4)/0.2[H+]=10-14/[OH—]=10-14/0.1pH=-lg10-13=13強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合—堿過(guò)量例、某強(qiáng)酸溶液pH=a,強(qiáng)堿溶液pH=b,已知a+b=12,酸堿溶液混合pH=7,則酸溶液體積V(酸)和堿溶液體積V(堿)的正確關(guān)系為()A.V(酸)=102V(堿)B.V(堿)=102V(酸).C.V(酸)=2V(堿)D.V(堿)=2V(酸)B強(qiáng)酸與強(qiáng)堿混合—恰好反應(yīng)兩溶液等體積混合稀釋后所得溶液的PH甲溶液乙溶液PH=3的HClPH=5的HClPH=2的HClPH=5的HClPH=9的NaOHPH=11的NaOHPH=9的NaOHPH=12的NaOHPH=4的HClPH=10的NaOHPH=3的HClPH=9的NaOHPH=5的HClPH=11的NaOH3.32.310.711.773.310.7鞏固練習(xí)(1)pH為12的NaOH溶液和pH為2的醋酸溶液等體積相混合,則混合液呈_____性(2)pH為12的氨水和pH為2的鹽酸等體積相混合,則混合液呈
____性(3)pH為2的鹽酸和pH為12的某堿等體積相混合,則混合液pH_______(4)pH為12的NaOH溶液和pH為2的某酸溶液等體積相混合,則混合液pH_____酸堿≥7≤7強(qiáng)酸的稀釋?zhuān)豪喝?mLpH=3的硫酸溶液加水稀釋到100mL,溶液的
pH變?yōu)槎嗌??解:c(H+)=pH=-lgc(H+)=-lg10-5=510-3mol/L×10-3
L=10-5mol/L10-1L=n(H+)V[H2SO4(aq)]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?02103pH=6pH=8pH接近于773pHV水5、酸堿的稀釋問(wèn)題強(qiáng)酸‵弱酸稀釋例:pH=2的鹽酸稀釋10倍后pH=?
pH=2的醋酸稀釋10倍后pH=?結(jié)論:稀釋10倍pH變化(增大)<1<33鹽酸醋酸V水32pH10倍稀釋相同倍數(shù)時(shí)pH:鹽酸>醋酸稀釋到相同pH時(shí)稀釋的倍數(shù):醋酸>鹽酸弱酸稀釋?zhuān)海?)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值變化大弱酸的稀釋?zhuān)簩H=5的醋酸溶液稀釋。①稀釋10倍,求pH(范圍)②要使醋酸的pH由5變到6,加水稀釋____10倍(填<、>、=)因?yàn)橄♂?0倍,pH小于6,所以如pH=6,要大于10倍(5-----6)>
有相同pH的三種酸HX、HY、HZ的溶液,稀釋相同倍數(shù)后,pH的變化值依次增大,則HX、HY、HZ的酸性由強(qiáng)到弱的順序是
A、HX.HY.HZ
B、HZ.HY.HX
C、HX.HZ.HY
D、HY.HZ.HXBBB酸HA、HB兩溶液的pH值為3,且體積相同,加水稀釋兩溶液,PH值與加入水的體積關(guān)系如圖所示,則兩者酸性較強(qiáng)的是加水體積pHHBHAHB強(qiáng)堿的稀釋例: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??解:稀釋前c(OH-)=10-3
mol/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117pHV水3弱堿稀釋例:pH=12的NaOH溶液稀釋10倍后pH=?
pH=12的氨水稀釋10倍后pH=?結(jié)論:稀釋10倍pH變化(減?。?.>1111NaOH氨水V水1211pH10倍稀釋相同倍數(shù)時(shí)pH:氨水>NaOH稀釋到相同pH時(shí)稀釋的倍數(shù):氨水>NaOH弱堿的稀釋弱堿稀釋?zhuān)海?)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值變化大小結(jié)酸或堿的稀釋與pH的關(guān)系強(qiáng)酸pH=a,加水稀釋10n倍,則pH=a+n;弱酸pH=a,加水稀釋10n倍,則pH<a+n;強(qiáng)堿pH=b,加水稀釋10n倍,則pH=b-n;弱堿pH=b,加水稀釋10n倍,則pH>b-n;酸、堿溶液無(wú)限稀釋時(shí),pH只能接近7,但酸不能大于7,堿不能小于7;對(duì)于濃度(或pH)相同的強(qiáng)酸和弱酸,稀釋相同倍數(shù),強(qiáng)酸的pH變化幅度大。(強(qiáng)堿、弱堿相似)酸堿中和滴定及曲線(xiàn)酸堿中和滴定一、酸堿中和滴定基本原理:1、化學(xué)分析的分類(lèi):鑒定物質(zhì)組成成分,叫做———————;測(cè)定物質(zhì)組成成分的含量,叫做———————;定性分析定量分析酸堿中和滴定就是一種基本定量分析方法2、酸堿中和滴定的定義:用已知—————————————————————
來(lái)測(cè)定————————————————————的定量分析方法叫做酸堿中和滴定;物質(zhì)的量濃度堿(或酸)的酸(或堿)未知物質(zhì)的量濃度的一、酸堿中和滴定基本原理:H++OH-=H2O酸堿中和滴定3、原理:中和反應(yīng)中當(dāng)n(H+)=n(OH-),完全中和對(duì)于一元酸與堿反應(yīng)時(shí):C酸V酸=C堿V堿4、關(guān)鍵:
①準(zhǔn)確測(cè)出參加反應(yīng)的兩種溶液的體積。②準(zhǔn)確判斷中和反應(yīng)是否恰好進(jìn)行完全。已知物質(zhì)的量的濃度的酸(或堿)來(lái)測(cè)定未知濃度的堿(或酸)的方法
2.酸堿中和滴定所需的儀器酸式滴定管堿式滴定管錐形瓶鐵架臺(tái)滴定管夾容量瓶2.儀器燒杯2、儀器:用作中和反應(yīng)容器,盛裝待測(cè)液用于配制標(biāo)準(zhǔn)液中和滴定——主要實(shí)驗(yàn)儀器量取液體常用儀器:量筒、移液管、滴定管量筒:粗量?jī)x,10mL量筒最小分刻度為0.1mL、讀數(shù)精確到0.1mL,無(wú)“0”刻度。移液管:精量?jī)x,讀數(shù)精確到0.01mL準(zhǔn)確量取一定量的試液(中和滴定時(shí)用來(lái)量取待測(cè)液)放置滴定管酸式滴定管堿式滴定管滴定管用于測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)液或待測(cè)液的準(zhǔn)確體積滴定管的構(gòu)造特點(diǎn):酸式滴定管————————,堿式滴定管—————————————。玻璃活塞橡皮套加玻璃珠滴定管上有刻度線(xiàn),標(biāo)明了最大體積和使用溫度想一想:量筒的構(gòu)造與滴定管有何不同?量筒———“0”刻度線(xiàn),其刻度由下到上讀數(shù)———————,最大刻度線(xiàn)在其————。沒(méi)有由小到大上方⑷普通滴定管的精密度為—————mL0.01⑶滴定管的“0”刻度線(xiàn)—————,但并未在—————,滴定管上的刻度由上到下,讀數(shù)———————,最大刻度線(xiàn)在滴定管————。上方最上方由小到大下方2023/2/4823)滴定管使用注意事項(xiàng):⑴酸式滴定管:不能盛放堿液、水解顯堿性的鹽溶液、氫氟酸⑵堿式滴定管:不能盛放酸性溶液和強(qiáng)氧化性溶液滴定管下端有氣泡,必須排除;排除方法為:⑸滴定管使用前,應(yīng)檢查滴定管下端是否漏液和存在氣泡⑹滴定管讀數(shù)必須————刻度線(xiàn)平視俯視刻度線(xiàn),讀數(shù)結(jié)果————仰視刻度線(xiàn),讀數(shù)結(jié)果————偏低偏高⑵待測(cè)液:————————————選擇原則——————————————————————⑴標(biāo)準(zhǔn)液:————————————已知濃度的溶液未知濃度的溶液⑶指示劑作用:通過(guò)指示劑———變化確定終點(diǎn)變色明顯、靈敏,終點(diǎn)與變色范圍一致1試劑:顏色酸堿指示劑的顏色變化是在一定的pH值范圍內(nèi)發(fā)生的。我們把指示劑發(fā)生顏色變化的pH值范圍叫做指示劑的變色范圍。pH123.1
4.4
567891011121314甲基橙紅色橙色黃色石蕊紅色紫色藍(lán)色酚酞無(wú)色淺紅色紅色(1)酸堿指示劑(定性測(cè)量范圍)3.酸堿指示劑的變色范圍指示劑pH變色范圍酸色堿色甲基橙3.1~4.4紅色黃色石蕊5.0~8.0紅色藍(lán)色酚酞8.2~10.0無(wú)色紅色883、指示劑選擇總結(jié):強(qiáng)酸與強(qiáng)堿互相滴定時(shí),可選擇酚酞或甲基橙。情況選用指示劑終點(diǎn)的顏色變化強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿酚酞
強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿甲基橙
強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸酚酞強(qiáng)堿滴定強(qiáng)酸甲基橙由粉紅色變成無(wú)色(回滴又紅)由黃色變成橙色由無(wú)色變成粉紅色,且在半分鐘內(nèi)紅色不褪去由紅色變成橙色練1下列所述儀器“0”刻度位置正確的是()A.在量筒的上端
B.在滴定管上端C.容量瓶上端、D.在托盤(pán)天平刻度尺的右邊B練2:量取25.00mL,KMnO4溶液可選用儀器()A.50mL量筒,B.100mL量筒C.50mL酸式滴定管,D.50mL堿式滴定管C(以標(biāo)準(zhǔn)鹽酸滴定NaOH為例)1、準(zhǔn)備工作:⑴、滴定管:①檢查滴定管是否————以及下端—————————;②滴定管洗滌:用蒸餾水洗滌③酸式滴定管再用——————洗滌2~3次、堿式滴定管用蒸餾水洗滌后再用——————洗滌2~3次④裝液:將標(biāo)準(zhǔn)鹽酸溶液裝入酸式滴定管、將待測(cè)NaOH溶液裝入堿式滴定管至“0”刻度線(xiàn)上方——————處⑤并排除滴定管嘴尖處的—————;⑥調(diào)整液面:將滴定管中的標(biāo)準(zhǔn)液或待測(cè)液的液面調(diào)整到—————(或—————以下某刻度),⑦讀數(shù)漏液是否有氣泡標(biāo)準(zhǔn)液待測(cè)液2~3cm氣泡“0”刻度“0”刻度⑴用—————————量取一定體積的待測(cè)液(NaOH)于錐形瓶中,滴入2~3滴指示劑(酚酞試液),待測(cè)液變成—————2、滴定過(guò)程:堿式滴定管紅色⑵用————握活塞旋轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān),————不斷旋轉(zhuǎn)振蕩錐形瓶,眼睛注視錐形瓶中———————————和滴定管——————,至————變成————,且半分鐘不褪色為止,記下滴定管刻度左手右手液流速度紅色無(wú)色⑶重復(fù)上述操作——————次,算出消耗標(biāo)準(zhǔn)液體積的——————2~3平均值色變化溶液顏錐形瓶:只能用——————洗滌,不能用——————洗滌蒸餾水待測(cè)液使用滴定管時(shí)要注意的手勢(shì):酸式滴定管使用注意:左手、右手、眼睛3、結(jié)果計(jì)算:用上述標(biāo)準(zhǔn)液體積的平均值進(jìn)行計(jì)算操作步驟:洗滌→檢漏→蒸餾水洗→溶液潤(rùn)洗→裝液→排氣泡→調(diào)整液面并記錄→放出待測(cè)液→加入指示劑→滴定→記錄→計(jì)算。一次滴定二次滴定三次滴定終點(diǎn)讀數(shù)起點(diǎn)讀數(shù)用量差值V標(biāo)NaOHV待HClC待HClC待HCl平均CHCl=——————CNaOH.VNaOHVHCl酸堿中和滴定數(shù)據(jù)處理和計(jì)算:97五數(shù)據(jù)處理實(shí)驗(yàn)次數(shù)待測(cè)NaOH體積(mL)標(biāo)準(zhǔn)鹽酸體積(mL)NaOH濃度(mol/L)初讀數(shù)末讀數(shù)體積110.000.0511.15210.003.2014.35已知標(biāo)準(zhǔn)鹽酸濃度0.1000mol/LNaOH濃度:0.1113mol/L11.1011.15左手右手視線(xiàn)與凹液面水平相切滴加速度先快后慢眼睛注視瓶?jī)?nèi)顏色變化半分鐘顏色不變滴定管保持垂直酸式堿式堿式(1)酸、堿式滴定管的構(gòu)造以及讀數(shù)準(zhǔn)確度0.01mL。(2)溶液使指示劑改變顏色,發(fā)生的是化學(xué)變化。指示劑滴加太多比將消耗一部分酸堿溶液(一般為1~2滴)(3)滴定速度,先快后慢,接近滴定終點(diǎn)時(shí),應(yīng)一滴一搖動(dòng)。(4)振蕩半分鐘溶液顏色不發(fā)生變化,達(dá)滴定終點(diǎn)。(5)讀數(shù)時(shí),視線(xiàn)與液面的凹液面的最低處及刻度在同一水平線(xiàn)上。延伸:酸堿中和滴定操作中應(yīng)注意的幾個(gè)問(wèn)題七、誤差分析:關(guān)鍵:緊扣公式,分析V(標(biāo))的變化↓計(jì)算
已知↑↓預(yù)先量取→滴定測(cè)得俯視圖仰視圖滴定管的俯視和仰視正確視線(xiàn)仰視視線(xiàn)正確讀數(shù)仰視讀數(shù)讀數(shù)偏大正確視線(xiàn)俯視視線(xiàn)正確讀數(shù)俯視讀數(shù)讀數(shù)偏小0誤差產(chǎn)生的原因:先偏大后偏小先仰后俯V=V(后)-V(前),偏小實(shí)際讀數(shù)正確讀數(shù)先俯后仰先偏小后偏大V=V(后)-V(前),偏大實(shí)際讀數(shù)正確讀數(shù)滴定管的俯視和仰視2、潤(rùn)洗不當(dāng)盛裝標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管用蒸餾水洗滌后未用標(biāo)準(zhǔn)液潤(rùn)洗。(2)盛裝待測(cè)液的滴定管或移液管用蒸餾水洗后未用待測(cè)液潤(rùn)洗。n(待)減小(3)錐形瓶用蒸餾水洗后再用待測(cè)液潤(rùn)洗。V(標(biāo))減小c(待)減小n(待)增大V(標(biāo))增大c(待)增大若錐形瓶中含有少量蒸餾水,對(duì)c(待)是否有影響?答案:無(wú)影響V(標(biāo))增大c(待)增大104(1)盛裝標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管漏液。(2)盛標(biāo)準(zhǔn)液的滴定管滴前尖嘴部分留有氣泡,滴定過(guò)程中,氣泡變小或消失,最后無(wú)氣泡。氣泡前有后無(wú),(3)滴定過(guò)程中,將標(biāo)準(zhǔn)液滴到錐形瓶外。3.操作不當(dāng)(4)移液時(shí),將移液管尖嘴處的殘留液吹入錐形瓶中。V(待)變多(5)滴定過(guò)程中,振蕩錐形瓶時(shí),不小心將待測(cè)液濺出。V(標(biāo))增大c(待)偏大V(標(biāo))增大c(待)偏大V(標(biāo))增大c(待)偏大V(標(biāo))增大c(待)偏大V(待)減少V(標(biāo))減少c(待)偏小105終點(diǎn)判斷不準(zhǔn)(1)強(qiáng)酸滴定弱堿時(shí),甲基橙由黃色變?yōu)榧t色時(shí)停止滴定。終點(diǎn)時(shí)的顏色變化應(yīng)該是由黃色變?yōu)槌壬?,所以,這屬于判斷終點(diǎn)過(guò)晚。(2)強(qiáng)堿滴定弱酸時(shí),酚酞由無(wú)色變?yōu)榉奂t時(shí)立即停止滴定。判斷終點(diǎn)過(guò)早。(3)滴定終點(diǎn)時(shí)滴定管尖嘴處半滴尚未滴下,或一滴標(biāo)準(zhǔn)液附著在錐形瓶?jī)?nèi)壁上未流下。這半滴或一滴標(biāo)準(zhǔn)液并反未應(yīng),卻已被計(jì)入V(標(biāo))使之變大,所以會(huì)造成c(待)偏大。V(標(biāo))增大c(待)偏大V(標(biāo))減少c(待)偏小可能情況操作及讀數(shù)結(jié)果1、儀器的洗滌或潤(rùn)洗未用標(biāo)準(zhǔn)液洗滌滴定管未用待測(cè)液洗滌移液管或相應(yīng)滴定管用待測(cè)液洗滌錐形瓶洗滌后錐形瓶未干燥2、氣泡及其處理滴定前有氣泡,滴定后無(wú)氣泡滴定前無(wú)氣泡,滴定后有氣泡偏高偏低偏高無(wú)影響偏高偏低可能情況操作及讀數(shù)結(jié)果3.讀數(shù)不正確滴定前仰視滴定管讀數(shù),滴定后平視滴定前平視,滴定后仰視滴定前仰視,滴定后俯視滴定前俯視,滴定后仰視滴定后,滴定管尖嘴處掛一滴標(biāo)準(zhǔn)液4.滴定是濺落液體標(biāo)準(zhǔn)液滴在錐形瓶外一滴待測(cè)液濺出錐形瓶外一滴偏低偏高偏低偏高偏高偏高偏低1084.雜質(zhì)的影響(1)用含有Na2CO3雜質(zhì)的NaOH配制標(biāo)液來(lái)測(cè)定鹽酸的濃度。(若用標(biāo)準(zhǔn)鹽酸來(lái)滴定這種NaOH溶液呢?)(2)用含有KOH雜質(zhì)的NaOH配制標(biāo)液來(lái)測(cè)定鹽酸的濃度(3)用NaOH配制的因存放不當(dāng)而變質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)液測(cè)定鹽酸的濃度。V(標(biāo))增大→c(待)偏高;偏高V(標(biāo))減少→c(待)偏低由Na、Cl守恒可知:V(標(biāo))不變→c(待)不變4.滴定過(guò)程中溶液的pH變化例:用0.100mol/LNaOH溶液滴定20.00mL0.100mol/L鹽酸NaOH(ml)0.0018.0019.6819.9820.0020.0220.2022.0023.00溶液pH
1.02.33.34.37.09.710.711.712.5問(wèn)題3:以NaOH加入量為橫坐標(biāo),以pH值變化為縱坐標(biāo),繪制中和滴定曲線(xiàn)問(wèn)題2:滴定終點(diǎn)時(shí)多半滴和少半滴溶液性質(zhì)發(fā)生怎樣改變?PH發(fā)生怎樣改變?問(wèn)題1:滴定終點(diǎn)消耗堿多少?pH等于多少?PH1210864210203040突變范圍加入NaOH(ml)酸堿指示劑的顏色在此pH值突躍范圍發(fā)生明顯的改變,則就能以極小的誤差指示出滴定終點(diǎn)的到達(dá)。強(qiáng)酸與強(qiáng)堿中和滴定曲線(xiàn)可以看出終點(diǎn)時(shí)溶液的pH值在4~10區(qū)間有突躍變化關(guān)系。
pH
強(qiáng)酸滴定強(qiáng)堿pH變化曲線(xiàn)圖1074V鹽酸過(guò)量1滴,混合溶液的pH值變成4左右,甲基橙或酚酞能指示出來(lái)。1.下列所述儀器“0”刻度位置正確的是(
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