课题3水的电离溶液的酸碱性与pH.ppt

* 第三章 水溶液中的离子平衡 第2节 水的电离和溶液的酸碱性 【知识点一】水的电离 1.水的电离方程式 水是极弱的电解质，发生微弱的电离。水分子电离示意图如下： H2O + H2O H3O+ + OH- 其电离方程式也可简写为： H2O H＋+ OH－ 2.水的电离平衡常数 与化学平衡一样，当电离达到平衡时，电离产物H＋和OH―浓度之积与未电离的H2O的浓度之比也是一个常数。 K电离=c(H＋)·c(OH-)/c(H2O) 【思考与交流】实验测得，25℃时， 1L纯水中只有1×10－7mol的H2O电离。⑴由此可确定此条件下纯水中c(H＋)与c(OH－)的大小关系为两者相等，它们的值为 1×10－7mol/L。⑵由此可确定此条件下纯水中K电离的值为1.8· 10-16。 c(H＋)·c(OH-)/c(H2O) 1×10－7mol/L 1.8×10-16 两者相 等 2.水的离子积 因为水的电离极其微弱，在室温下电离前后n(H2O)几乎不变，因此，C(H2O)可视为常数，则C(H＋)·C(OH―)=K电离·C(H2O)。常数K电离与常数C(H2O)的积作为一新的常数，叫做水的离子积常数，简称水的离子积，记作KW，即K W = c(H＋) × c (OH－) 。可由实验测得，也可通过理论计算求得。依前面所学知识可求得：25℃时， K W= 1×10－7·1×10－7= 1.0×10－14。 1×10－7·1×10－7= 1.0×10－14 由于水是一种弱电解质，其电离过程需吸热，故温度升高，水的离子积会增大。 表3-2 不同温度下水的离子积常数 需吸热 会增大 55.0 38.0 5.47 2.92 K W/10－14 100 90 50 40 t/0c 1.01 0.681 0.292 0.134 K W/10－14 25 20 10 1 t/0c 1.01 3.水的电离平衡的影响因素 ⑴温度：水的电离是吸热过程，升高温度，水的电离平衡右移，电离程度增大。由表3-2所给数据，1000C时，水中氢离子浓子约为7.42·10-7 moL/L。 ⑵酸、碱 向纯水中加入酸或碱，由于酸(碱)电离产生的H＋(OH―)，使溶液中的C(H＋)或C(OH―)增大，水的电离平衡向左移动，水的电离程度减小。 向左 减小 【例】试通过计算确定：常温下0.01moL/L的盐酸中，由水电离产生的H+离子浓度为多少？由此你能得到什么启示？ 解：设水电离产生的H+离子浓度为a，则有： a×(a +0.01)= 10-14 a × 0.01moL/L=10-14 解得a=10-12moL/L 由此可见:酸、碱抑制水的电离。 a×(a +0.01)= 10-14 即：a × 0.01=10-14 解得a=10-12(moL/L) 由此可见:酸、碱抑制水的电离。 ⑶盐(能电离产生弱酸根离子或弱碱阳离子的盐) 在纯水中加入含有弱酸根离子或弱碱阳离子的盐，由于它们能跟水电离出的H＋和OH―结合生成难电离物质，使水的电离平衡向右移动，水的电离程度增大。 ⑷加入活泼金属 向纯水中加入活泼金属，如金属钠，由于活泼金属能与水电离的H＋直接作用，产生氢气，促进水的电离。 向右 增大 【知识点二】溶液的酸碱性与pH KW不仅适用于纯水，还适用于稀的电解质水溶液，不管是哪种溶液均有： c(H＋)H2O= c(OH―)H2O 且 KW= C(H＋)溶液·C(OH―)溶液 25℃时，c(H＋)溶液·c(OH―)溶液=1.0×10－14 即KW =1.0×10－14 1．酸、碱抑制水的电离 【思考与交流】 ⑴室温时，1L酸或碱的稀溶液中水的物质的量为55.6 mol，达到电离平衡后，发生电离的水的物质的量小于1.0·10-7moL(填大于、小于或等于) ⑵比较室温时，下列情况下， c(H＋)和c(OH―)的值或变化趋势(增加或减少)： 小于 c(H＋) c(OH―) c(H＋) c(OH―) c(H＋)和c(OH―) 大小比较 小于10-7 小于10-7 10-7 由水电离产 生的c(H＋) 大于10-7 小于10-7 10-7 c(OH―) 小于10-7 大于10-7 10-7 c(H＋) 1.0×10－14 1.0×10－14 c(H＋) ·c(OH―) 加少量NaOH 固体 加少量 盐酸 纯水 1.0×10－14 10－7 10－7 10－7 大于10－7 小于10－7