水的电离和PH

水的电离和溶液的PH

知识归纳：

一、水的电离

（1）水是一种极微弱的电解质，只能微弱的电离，并存在着平衡。

水的电离方程式：H 2O + H2O H3O+ + OH-

简写为：H 2O H++ OH-

（2）从纯水的导电性实验测得，25℃时，1L纯水中只有1×10—7mol H2O电离。

∴C H+ = C OH-=1×10-7mol/L

而1L水的物质的量为55.6mol，这与发生电离的水1×10-7mol相比，水的电离部分忽略不计。所以，电离前后，水的物质的量几乎不变，可以看作是一个常数

C H+·C OH-=K W

K W叫做水的离子积常数，简称水的离子积。

K W= C H+·C OH-=1×10-7×1×10-7=1×10-14

水的离子积常数反映了一定温度下,水的H+ 浓度和OH- 浓度之间的关系。

二、影响水的电离的因素

①加入酸或碱，抑制水的电离，K W不变；

②加入某些盐，促进水的电离，K W不变；

③电离过程是一个吸热过程，升温能促进水的电离，K W增大，

在100℃时，K W =1×10－12。

④其它因素：如加入活泼金属，消耗H+，水的电离程度增大。

三、在酸、碱溶液中求H2O电离出的H+ 浓度和OH- 浓度的方法

依据：水的离子积常不仅适用于纯水，也适用于稀的电解质水溶液。

例：0﹒1mol/LHCI中C H+ 以及水电离出的H+ 浓度和OH- 浓度

[分析]酸影响了水的电离，抑制了水的电离，水电离平衡向左移动。所以，酸电离出的C H+ 很大，是主要的，水电离的C H+ 很小。所以溶液中C H+ 可以近似看作是酸电离出的H+浓度。∴C H+=0﹒1mol/L

溶液中C OH- =10-14/0﹒1=10-13 mol/L

此C OH- 就是水电离出的OH- 浓度。

∴C H+（水）= C OH-（水）=10-13 mol/L

结论：纯水中K W=10-14为单纯水的离子积常数。

对于酸或碱来说，溶液中的H+ 浓度和OH- 浓度的乘积是1×10-14，而抑制了水的电离，使水本身的离子积常数减小。

四、溶液的酸碱性

1、溶液的酸碱性与C H+、C OH- 的关系

无论酸性、中性、碱性溶液里，都同时存在着OH-、H+，常温下，C H+、C OH- 的乘积是一个常数（1×10-14）

溶液酸碱性C H+C OH-C H+、C OH-C H+·C OH-酸性＞10-7mol ＜10-7mol C H+＞C OH-

1×10-14

中性=10-7mol =10-7mol C H+ = C OH-

碱性＜10-7mol ＞10-7mol C H+＜C OH-

[强调]任何水溶液中存在的H+ 和OH- 作为矛盾的双方，既互相依存，又互相制约，共同决定了溶液的酸碱性。溶液酸碱性本质决定H+ 和OH- 相对大小。

2、溶液的pH

（1）表示方法：pH= -Ig C(H+)

（2）意义：表示溶液中C(H+)的大小，即能表示溶液的酸碱性的强弱。

五、溶液的酸性的强弱与酸的强弱

（1）酸的强弱是以电解质的电离来区分的：强电解质完全电离的酸是强酸，弱电解质只有部分电离的酸是弱酸；溶液的酸性是由溶液中C H+决定的，C H+越大的溶液，则酸性越强，反之越弱。

（2）特别提醒：①强酸溶液的酸性不一定比弱酸溶液的酸性强②酸性强的溶液不一定是强酸③酸性相同的溶液，弱酸浓度大，中和能力强④中和能力相同的酸提供H+的物质的量相同，但强酸溶液的酸性强。

六、pH的测定

1、pH值的改变

①pH﹤7溶液呈酸性，pH越小，酸性越强；pH每减小1个单位，C H+ 增大10倍

②pH﹥7溶液呈碱性，pH越大，碱性越强。pH每增加1个单位，C H+ 减小10倍。

③pH小的酸性溶液，不一定是强酸溶液

④pH每升高一个单位，对于强酸需要稀释10倍，而对于弱酸稀释的倍数超过了10倍；pH 每降低一个单位，对于强碱需要稀释10倍，而对于弱碱稀释的倍数超过了10倍。

2、测定方法：

（1）酸碱指示剂——甲基橙、石蕊、酚酞（粗略测定）

常用酸碱指示剂及其变色范围：

指示剂变色范围的pH

石蕊＜5.0红色 5.0～8.0紫色＞8.0蓝色

甲基橙＜3.1红色 3.1～4.4橙色＞4.4黄色

酚酞＜8.2无色8.2～10.0浅红＞10.0红色

（2）pH试纸——最简单的方法。

操作：将一小块pH试纸放在洁净的玻璃片上，用玻璃棒沾取未知液点试纸中部，然后与标准比色卡对比，读出pH值。

注意：①事先不能用水湿润pH试纸,否则非中性溶液的pH测定值比实际的或大或小；

②只能读取整数值或范围

(3)pH计:精确测定

七、关于pH值的计算

1、酸性溶液：按C→C H+→pH

2、碱性溶液：按C→C OH-→C H+→pH

3、强酸、强碱溶液的稀释后的溶液：

对于酸溶液中的C H+，每稀释10n倍，pH增大n个单位，

但增大后不超过7，酸仍为酸！

对于碱溶液中的C OH-，每稀释10 n倍，pH减少n个单位，

但减少后不小于7，碱仍为碱！

PH值相同的强酸与弱酸（或强碱与弱碱），稀释相同的倍数，pH变化为强酸变化大，

弱酸变化小。极稀溶液中的pH值的计算，应考虑水的电离。

即无限稀释7为限，酸略小于7，碱略大于7.

4、强酸与强碱溶液混合的计算：

反应的实质：H++OH-=H2O

三种情况：

（1）恰好中和，pH=7

（2）若余酸，先求中和后的C H+，再求pH。

（3）若余碱，先求中和后的C OH-，再通过K W求出C H+，最后求pH。或先求pOH，再由pH=14-pOH。

5、已知酸和碱溶液的pH之和，判断等体积混合后的溶液的p H

（1）若强酸与强碱溶液的pH之和大于14，则混合后显碱性，pH大于7。

（2）若强酸与强碱溶液的pH之和等于14，则混合后显中性，pH等于7。

（3）若强酸与强碱溶液的pH之和小于14，则混合后显酸性，pH小于7。

（4）若酸与碱溶液的pH之和等于14，酸、碱中有一强、一弱，则酸、碱溶液混合后，谁弱显谁性。这是因为酸和碱已电离的H+ 和OH- 恰好中和，谁弱谁的H+ 或OH- 有储备，中和后还能电离，显出酸、碱性来。