水的离子积和溶液的PH值
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第二节水的离子积和溶液pH值[基础知识精析]复习目标:1.水的电离平衡和离子积的概念;2.影响水的电离平衡的因素;3.溶液的酸碱性和pH的关系;4.酸碱指示剂及变色范围和变色原理。
5.掌握水的离子积常数及溶液pH值表示的意义;6.掌握C(H+)、pH值与溶液酸碱性的关系;7.了解指示剂的变色范围,学会pH值的使用方法;8.掌握溶液pH值的有关计算。
一、水的离子积是指水达到电离平衡时的离子浓度的乘积。
通常把K w叫做水的离子积常数,简称水的离子积,K w只与温度有关。
已知在25℃时,水中的H+浓度与OH-浓度均为1×10-7 mol·L-1,所以在25℃时,K w= c(H+)·c(OH-)=1×10-7×1×10-7=1×10-14。
二、影响水的电离的因素页:11.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,升高温度,促进水的电离,水的离子积增大。
三、溶液的酸碱性和pH值页:11.常温时,由于水的电离平衡的存在,不仅纯水,而且在酸性或碱性的稀溶液中,均存在H+、OH-,且c(H+)·c(OH-)=1×10-14。
中性溶液中,c(H+)=c(OH-)=1×10-7 mol·L-1;酸性溶液中,c(H+)>c(OH-),c(H+)>1×10-7 mol·L-1;碱性溶液中,c(H+)<c(OH-),c(H+)<1×10-7 mol·L-1。
强调:①含水的稀溶液中,H+与OH-共存,H+与OH-的相对多少决定溶液的酸碱性,但二者浓度的积必为常数;②碱性溶液中的c(H+)= K w/c(OH-);同理,酸性溶液中的c(OH-)= K w/ c(H+)。
说明:当我们表示很稀的溶液时,如,c(H+)=1×10-7 mol·L-1,用c(H+)或c(OH-)表示溶液的酸碱性很不方便。
何为水的离子积、溶液的pH值
(1)水的离子积:
纯水是一种很弱的电解质,其电离式如下:
H2O H+ + OH—
在一定温度下,当电离达到平衡时,水中的H+离子和OH—离子浓度的乘积是一个常数,这个常数叫做水的离子积,用Kw表示:
K w = [H+][OH—]
(2)溶液中酸碱性与[H+]和[OH—]的关系:
当溶液中[H+] > [OH—]时,则溶液为酸性;
当溶液中[H+] = [OH—]时,则溶液为中性;
当溶液中[H+] < [OH—]时,则溶液为碱性。
(3)溶液的pH值:
溶液中的酸碱性主要决定于[H+]和[OH—]的相对变化,这种变化可以统一用[H+]来表示。
但是,用[H+]来表示溶液的酸碱度,由于数值太小,运用不便,因此,在化学中通常用pH 值来表示溶液的酸碱度。
pH值就是溶液中氢离子浓度的负对数,即
pH = - lg[H+]
例如,[H+]=10-2mol/L,则pH = - lg-2 = 2。
同理,溶液中的OH—离子的浓度也可以用pOH表示,即,
pOH = - lg[OH—]
在22℃时,纯水中[H+] = [OH—] = 10-7mol/L,因此,pH + pOH = - lgl0-7 + (-lg-7) = 14 pH = 14—pOH。
例如,溶液中[OH—] = 10-2mol/L,则该溶液中:
pOH = -lg[OH—] = - lgl0-2 = 2
p0H = 14—pOH = 14—2 = 12。
水的离子积和溶液的PH值一、教学目标知识与技能1、水的电离平衡和水的离子积。
2、水的电离平衡的特点以及影响因素的讨论3、溶液的酸碱性和pH的关系。
4、各种溶液PH的计算,以及有关溶液混合时PH的计算。
过程与方法培养学生的归纳思维能力及知识的综合应用能力。
通过酸、碱对水的电离平衡的影响的讨论,培养学生运用所学的电离理论,独立分析问题、解决问题的能力。
通过pH的教学,培养学生的计算能力,并对学生进行科学方法教育。
情感、态度、价值观对学生进行对立统一及事物间相互联系与相互制约的辩证唯物主义观点的教育。
二、教材分析本节的第一部分重点介绍水的电离和水的离子积常数,是对上一节电离平衡的具体应用,同时又为接下来学习溶液酸碱性作必要的准备。
一开始,教材根据水有微弱导电性的实验结论,说明水是极弱的电解质,突出了化学研究以实验事实为依据的原则。
然后,应用电离平衡理论,用电离平衡常数推导出水的离子积常数,使水的离子积常数的概念有了充分的理论依据,也反映了两个常数之间的内在联系,便于学生理解温度、浓度等外界条件对水的离子积常数的影响。
本节的第二部分为溶液的酸碱性和pH。
教材首先指出常温下即便是在稀溶液中,水的离子积仍然是一个常数,由此进一步说明c(H+)和c(OH-)的相对大小是决定溶液的酸碱性的根本原因。
在具体分析了溶液的酸碱性和c(H+)、c(OH-)的关系之后,结合实际说明了引入pH的必要性,这也为后面讨论pH 的范围埋下了伏笔。
在给出了pH的表达式之后,教材随即介绍了pH的简单计算,并在分析计算结果的基础上讨论了溶液的酸碱性和pH的关系,最后强调了pH的应用范围。
从教材编排的看,整节内容环环相扣、层层递进,成为一个前后紧密联系的整体。
教材还安排了“资料”和“阅读”,这不仅可以丰富学生的知识,更有利于培养学生理论联系实际的良好学习习惯。
还应注意的是,根据新的国家标准,教材将“pH值”改称为“pH”。
教学中要以教材为准,不可读错。