《水的电离》 知识清单

《水的电离》知识清单
一、水的电离
水是一种极弱的电解质，能够发生微弱的电离。

其电离方程式为：H₂O ⇌ H⁺＋ OH⁻。

在一定温度下，水的电离达到平衡状态，此时电离出的氢离子浓度和氢氧根离子浓度的乘积是一个常数，称为水的离子积常数，用 Kw 表示。

Kw ＝ c(H⁺）·c(OH⁻）。

二、水的离子积常数
1、表达式
Kw ＝ c(H⁺）·c(OH⁻），其中 c(H⁺）和 c(OH⁻）分别表示水溶液中氢离子和氢氧根离子的物质的量浓度。

2、影响因素
水的离子积常数只与温度有关，温度升高，Kw 增大。

因为电离是吸热过程，升高温度会促进水的电离，使 c(H⁺）和 c(OH⁻）同时增大，Kw 也就增大。

在常温（25℃）时，Kw ＝ 10×10⁻¹⁴。

在 100℃时，Kw ＝
10×10⁻¹²。

3、适用范围
Kw 不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。

三、影响水的电离平衡的因素
1、温度
升高温度，水的电离平衡向右移动，促进水的电离，Kw 增大；降低温度，水的电离平衡向左移动，抑制水的电离，Kw 减小。

2、酸或碱
在纯水中加入酸或碱，会抑制水的电离。

加入酸时，溶液中的 c(H⁺）增大，水的电离平衡向左移动，导致c(OH⁻）减小，但 Kw 不变。

加入碱时，溶液中的 c(OH⁻）增大，水的电离平衡向左移动，导致 c(H⁺）减小，但 Kw 不变。

3、盐
（1）强酸弱碱盐
强酸弱碱盐中的阳离子能与水电离出的氢氧根离子结合生成弱碱，从而促进水的电离。

（2）强碱弱酸盐
强碱弱酸盐中的阴离子能与水电离出的氢离子结合生成弱酸，从而促进水的电离。

（3）强酸强碱盐
强酸强碱盐对水的电离无影响。

4、活泼金属
活泼金属（如钠）与水反应生成氢气和碱，实质是金属与水电离出的氢离子反应，促进水的电离。

四、溶液中 c(H⁺）和 c(OH⁻）的计算
1、纯水
在纯水中，c(H⁺）＝ c(OH⁻）。

常温下，c(H⁺）＝ c(OH⁻）＝ 10×10⁻⁷ mol/L 。

2、酸溶液
在酸溶液中，氢离子主要来自酸的电离，水电离出的氢离子可以忽略不计。

所以，c(H⁺）＝酸电离出的 c(H⁺），c(OH⁻）＝ Kw ／
c(H⁺）。

3、碱溶液
在碱溶液中，氢氧根离子主要来自碱的电离，水电离出的氢氧根离子可以忽略不计。

所以，c(OH⁻）＝碱电离出的 c(OH⁻），c(H⁺）＝ Kw ／
c(OH⁻）。

4、盐溶液
（1）强酸弱碱盐
c(H⁺）＝水电离出的 c(H⁺），可以根据溶液的 pH 计算。

（2）强碱弱酸盐
c(OH⁻）＝水电离出的 c(OH⁻），可以根据溶液的 pH 计算。

五、溶液的酸碱性与 pH
1、溶液的酸碱性
溶液的酸碱性取决于 c(H⁺）和 c(OH⁻）的相对大小。

c(H⁺）＞ c(OH⁻），溶液呈酸性；c(H⁺）＝ c(OH⁻），溶液呈中性；c(H⁺）＜ c(OH⁻），溶液呈碱性。

2、 pH
（1）定义
pH 是氢离子浓度的负对数，即 pH ＝ lg c(H⁺）。

（2）范围
pH 的取值范围通常在 0 到 14 之间。

（3）常温下溶液 pH 的计算
酸性溶液：pH ＝ lg c(H⁺）。

中性溶液：pH ＝ 7 。

碱性溶液：pH ＝ 14 ＋ lg c(OH⁻）。

六、pH 的测定方法
1、 pH 试纸
将一小片 pH 试纸放在表面皿或玻璃片上，用玻璃棒蘸取待测液滴
在试纸上，然后与标准比色卡对照，读出 pH 。

使用pH 试纸时，不能用水润湿，否则可能会导致测量结果不准确。

2、 pH 计
pH 计是一种精确测量溶液 pH 的仪器，其测量结果较为准确。

七、酸碱中和滴定
1、原理
利用酸碱中和反应，用已知浓度的酸（或碱）来测定未知浓度的碱（或酸）的浓度。

2、实验用品
（1）仪器：酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、铁架台、滴定管
夹等。

（2）试剂：标准液、待测液、指示剂。

3、实验操作
（1）准备：检查滴定管是否漏水，洗净并用标准液或待测液润洗。

（2）滴定：将标准液注入滴定管，调节液面至“0”刻度或“0”刻度以下，记录初始读数。

向锥形瓶中加入一定量的待测液，滴入几滴指示剂。

用标准液进行滴定，边滴边摇动锥形瓶，眼睛注视锥形瓶中溶液颜色的变化。

当溶液颜色发生突变且半分钟内不恢复原色时，停止滴定，记录终点读数。

（3）计算：根据滴定消耗的标准液体积和浓度，计算待测液的浓度。

4、指示剂的选择
（1）强酸强碱相互滴定，可选用酚酞或甲基橙。

（2）强酸滴定弱碱，选用甲基橙。

（3）强碱滴定弱酸，选用酚酞。

八、水的电离在实际生活和生产中的应用
1、工业生产
在一些化工生产中，需要控制溶液的酸碱度，这就需要了解水的电离和溶液中离子浓度的关系。

2、环境保护
水体的酸碱度对水生生物的生存和生态平衡有着重要影响。

通过监测水体的 pH 和离子浓度，可以评估水体的污染程度和生态状况。

3、医疗健康
人体体液的 pH 维持在一定的范围内，对维持正常的生理功能至关重要。

例如，血液的 pH 通常在 735 745 之间，偏离这个范围可能会导致疾病。

总之，水的电离是化学中一个重要的基本概念，对于理解溶液的酸碱性、离子浓度的计算以及许多化学反应和实际应用都具有重要的意义。

掌握水的电离相关知识，能够帮助我们更好地理解和解决与化学和生活相关的问题。