电离平衡常数( K )

37
电电电电电电K 电电 电电电 HA H + +A - 电电电 K a = c ( H + ) . c( A - ) c(HA) 电电 电电电 MOH M + +OH - 电电电 K b = c ( M + ) . c( OH - ) c(MOH ) 电电K 电电电 电电电电电电电 电电电 ,, ( 电电 ) 电电 ( 电 电 ) 电电电K 电电电电电电电

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c ( H + ) . c ( A - ). c ( M + ) . c ( OH - ). K a =. K b =. c (HA). c (MOH). 电离平衡常数( K ). 对于一元弱酸 HA H + +A - , 平衡时. 对于一元弱碱 MOH M + +OH - , 平衡时. 意义: K 值越大,电离程度越大,相应酸 ( 或碱 ) 的酸 ( 或碱 ) 性越强。 K 值只随温度变化。. 注意:. 1 )在公式中的浓度均是平衡浓度; 2 ) K 只与温度有关。 3 ) K 反映弱电解质的相对强弱。 - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: 电离平衡常数( K )

电离平衡常数( K)对于一元弱酸 HA H++A- ,平衡时

Ka=c ( H+) .c( A-)

c(HA)

对于一元弱碱 MOH M++OH- ,平衡时

Kb=c ( M+).c( OH- )

c(MOH)意义: K 值越大,电离程度越大,相应酸

( 或碱 ) 的酸 ( 或碱 ) 性越强。 K 值只随温度变化。

Page 2: 电离平衡常数( K )

1 )在公式中的浓度均是平衡浓度;2 ) K 只与温度有关。3 ) K 反映弱电解质的相对强弱。4 )多元弱酸是分步电离,而且 K1 >> K2 >> K3 。

注意:

Page 3: 电离平衡常数( K )

湖南广益卫星远程学校 高二年级第一学期

第三章 水溶液中的离子平衡

第二节 水的电离和溶液的酸碱性

Page 4: 电离平衡常数( K )

探究实验 精确的纯水导电实验

GG现象: 指针摆动 不亮

HH22OO + + HH22O HO H33OO ++ ++ OHOH--

HH22OO + + HH22O HO H33OO ++ ++ OHOH--

HH22O HO H ++ ++ OHOH --HH22O HO H ++ ++ OHOH --

灵敏电流计 灯泡

Page 5: 电离平衡常数( K )

结论: 水是 电解质 极弱

能发生 电离 微弱

Page 6: 电离平衡常数( K )

一、水的电离

HH22O HO H ++ ++ OHOH --HH22O HO H ++ ++ OHOH --

K 电离 = c(H+) · c(OH-) c(H2O)

c(H+) · c(OH-) c(H2O) ·K 电离 =Kw 水的离子积

△△HH >> 00△△HH >> 00

1 、水的离子积

Page 7: 电离平衡常数( K )

问题:根据前面所学知识,水的离子积会受什么外界条件影响?

在一定温度时:Kw =C(H+)×C(OH-) ,叫水的离子积25℃ 时, Kw=1×10-14

Page 8: 电离平衡常数( K )

分析表格中的数据,有何规律,并解释之。

t/℃ 0 20 25 40 50 100Kw/10-

140.134 0.68

11.01 2.92 5.47 55.0

结论

温度越高, Kw 越大。

水的电离是一个吸热过程,升高温度,促进水的电离。

2 、影响水的离子积的因素

Page 9: 电离平衡常数( K )

③ 根据 Kw=C(H + )×C(OH - ) ,C(H + ) 和 C(OH - ) 可以互求 .

② 常温下 , 任何稀的水溶液中 C(H+)×C(OH - )=1×10 - 14

注意 :① 任何水溶液中 H+ 和 OH -总是同时存在 .

Page 10: 电离平衡常数( K )

HH22O HO H ++ ++ OHOH --HH22O HO H ++ ++ OHOH --

问题: 25℃ 时,在 10 mL 蒸馏水中 c(H+) 和 c(OH-) 各是多少?向其中加入10 mL0.2 mol/L 盐酸, c(H+) 和 c(OH-) 如何变化?对水的电离平衡有何影响?

3 、影响水的电离平衡的因素

Page 11: 电离平衡常数( K )

HH22O HO H ++ ++ OHOH --HH22O HO H ++ ++ OHOH --

c(H+) c(OH-) c(H+) 和 c(OH-)

大小比较

酸碱性 平衡移动

蒸馏水

加酸后

10-7 10-7

10-1 10-13

c(H+) = c(OH-) 中性

c(H+) > c(OH-) 酸性

Kw =加酸后 1×10-14

不变c(H+) 水 =c(OH-) 水 = 1×10-13 mol/L

Page 12: 电离平衡常数( K )

HH22O HO H ++ ++ OHOH --HH22O HO H ++ ++ OHOH --

问题: 25℃ 时,在 10 mL 蒸馏水中 c(H+) 和 c(OH-) 各是多少?向其中加入10 mL0.2 mol/L 氢氧化钠, c(H+) 和 c(OH-) 如何变化?对水的电离平衡有何影响?

Page 13: 电离平衡常数( K )

HH22O HO H ++ ++ OHOH --HH22O HO H ++ ++ OHOH --

c(H+) c(OH-)

c(H+) 和 c(OH-)

大小比较

酸碱性 平衡移动

蒸馏水

加碱后

10-7 10-7

10-110-

13

c(H+) = c(OH-) 中性

c(H+) < c(OH-) 碱性

Kw =加碱后 1×10-14

不变

c(H+) 水 =c(OH-) 水 =1×10-13 mol/L

Page 14: 电离平衡常数( K )

小结影响水的电离平衡的因素

( 1 )温度( 2 )酸( 3 )碱

( 4 )盐

升高温度促进水的电离, Kw 增大升高温度促进水的电离, Kw 增大

抑制水的电离, Kw 保持不变抑制水的电离, Kw 保持不变

(第三节详细介绍)

c(H+) 水 =c(OH-) 水 < 1×10-7 mol/Lc(H+) 水 =c(OH-) 水 < 1×10-7 mol/L

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巩固练习11 、常温下,浓度为、常温下,浓度为 1×101×10-5 -5 mol/Lmol/L 的的盐酸溶液中,由水电离产生的盐酸溶液中,由水电离产生的 c(H+)是多少?是多少?

1×101×10-9-9 mol/L mol/L 1×101×10-9-9 mol/L mol/L

Page 16: 电离平衡常数( K )

22 、常温下,浓度为、常温下,浓度为 1×101×10-5 -5 mol/Lmol/L 的的NaOHNaOH 溶液中,由水电离产生的溶液中,由水电离产生的 c(OH-) 是多少?是多少?

1×101×10-9-9 mol/L mol/L 1×101×10-9-9 mol/L mol/L

Page 17: 电离平衡常数( K )

33 、在常温下,由水电离产生的、在常温下,由水电离产生的 c(H+) ==1×101×10-9-9 mol/L mol/L 的溶液,则该溶液的酸碱的溶液,则该溶液的酸碱性如何?性如何?

学 与 问

答:可能是酸性也可能答:可能是酸性也可能是碱性是碱性

Page 18: 电离平衡常数( K )

4. 室温下,某溶液中由水电离生成的 c(OH-) 为 1.0×10-12mol/L ,则溶液 中的 c(H+) 可能为( ) A.1.0×10-7mol/L B. 1.0×10-6mol/L C. 1.0×10-2mol/L D. 1.0×10-12mol/L

CD

Page 19: 电离平衡常数( K )

5. 下列说法正确的是( )A.H2SO4 溶液中存在 H+ 不存在 OH-

B.NaOH 溶液中水电离的 c(OH-) 等于水 电离的 c(H+)C.80oC 时 KCl 溶液中 OH- 和 H+ 的浓度一定 都等于 1.0×10-7mol/LD. 常温下,任何物质的水溶液中都有 OH- 和 H+ ,且 KW=1.0×10-14

BD

Page 20: 电离平衡常数( K )

6 、已知 25℃ 时, Kw=1.0×10-14 , 100 ℃ 时, Kw=55×10-14 ,这说明

( ) A.25℃ 时纯水的 c(H+)=1.0×10-7 , 100 ℃ 时纯水的 c(H+)>1.0×10-7

B.100 ℃ 时水的电离程度更小 C. 水的电离过程是一个吸热过程 D. 温度越高 Kw 越小

AC

Page 21: 电离平衡常数( K )

二、溶液酸碱性与 pH1、溶液酸碱性的表示法

( 1 ) c(H+) 和 c(OH-)

( 2 ) c(H+) 和 c(OH-) 都较小的稀溶液(< 1mol/L ) 用pH 表示。pH = - lgc(H+)

例: c(H+) = 1×10-7mol/LpH = - lg10-7 = 7

Page 22: 电离平衡常数( K )

2 、 c(H+) 和 c(OH-) 与溶液酸碱性、 pH 的关系

溶液的酸碱性 c(H+) 和 c(OH-) 的关系 pH酸性中性碱性

常温下

c(H+) > c(OH-)c(H+) = c(OH-)

c(H+) < c(OH-)

> 7

= 7

< 7

pH=7 的溶液一定是中性溶液吗?答:不一定,只有在常温下才显中性。

Page 23: 电离平衡常数( K )

3 、 pH 的测定方法pH=-lg c(H+) 测定方法: pH试纸 pH 计

用法:用玻璃棒蘸溶液,点在 pH试纸中央,半分钟后与比色卡比色

注意:①不能用水润湿②要放在玻璃片(或表面皿)上③不是将试纸伸到溶液中④广泛pH试纸只能读出整数

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(2004 年全国 ) 若 1体积硫酸恰好与 10体积 pH=11 的

氢氧化钠溶液完全反应,则二者物质的量浓度之

比应为 ( )

A . 10:1 B . 5:1

C . 1:1 D . 1:10

高考链接

B

Page 25: 电离平衡常数( K )

高考链接

A

( 08 上海卷)常温下,某溶液中由水电离出来的c(H + ) = 1.0×10-13 mol/Lmol/L ,该溶液可能是 ( ) ①二氧化硫   ②氯化铵水溶液 ③硝酸钠水溶液 ④氢氧化钠水溶液 A .①④ B .①② C .②③ D .③④

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实 践 活 动中和滴定

1 、定义:

2 、原理:

用已知物质的量的浓度的酸(或碱)来测定未知浓度的碱(或酸)的方法。

盐酸与 NaOH 溶液的酸碱中和反应的原理是什么?两者的定量关系是什么?

c( H+ ) V(酸) = c( OH- ) V(碱)

( 一元强酸和一元强碱 )

Page 27: 电离平衡常数( K )

巩固练习

1. 10mL0.100mol/L HCl 溶液与 10mL0.100mol/L NaOH 溶液混合后,溶液的 pH 是多少?

2. 20mL0.100mol/L HCl 溶液与 10mL0.100mol/L NaOH 溶液混合后,溶液的 pH 是多少?

3. 10mL0.100mol/L HCl 溶液与 10mL0.200mol/L NaOH 溶液混合后,溶液的 pH 是多少?

Page 28: 电离平衡常数( K )

3 、实验的关键:

( 1 )准确测量参加反应的两种溶液的体积。( 2 )准确判断中和反应是否恰好完全反应。

4 、实验仪器及试剂 :

仪器 : 酸式滴定管、碱式滴定管、锥形瓶、铁架台、 滴定管夹、烧杯、白纸、( pH 计画曲线用)。试剂:标准液、待测液、指示剂。

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甲基橙石 蕊酚 酞

——— 3.1 ——— 4.4 ———

酸色 中间色 碱色红色 橙色

——— 5.0 ——— 8.0 ———

——— 8.2 ——— 10.0 ———

红色 紫色 蓝色粉红色无色 红色

黄色

滴定终点应该是恰好反应的点 , 而常用指示剂没有在 PH 等于 7 时变色的 ?

如果选用指示剂去判断滴定终点误差会不会很大 ?

5 、指示剂的选择: 思考与交流

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加入 NaOH

(ml)

0.00 10.00 15.00 18.00 19.00 19.96 20.00 20.04 21.00

溶液 PH 值 1.0 1.2 1.8 2.3 2.6 3.9 7.0 10.0 11.4

问题 1:滴定终点消耗碱多少 ? PH 等于多少 ?

向 20.00mL 0.100mol/L HCl 中滴加 0.100mol/L NaOH溶液过程中,溶液的 pH 变化如下,你发现了什么现象与规律,在实际的中和滴定中,我们需要注意哪些方面?

问题 2:滴定终点时多半滴和少半滴溶液性质发生怎样改变 ?

PH 发生怎样改变 ? 提示: 0.04mL 约 1 滴

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PH

12

10

8

6

4

2

10 20 30 40

突变范

加入 NaOH(ml)

中和滴定曲线

如果酸碱指示剂的颜色在此 pH突跃范围 发生明显的改变,误差很大吗 ?

Page 32: 电离平衡常数( K )

0 10 20 30 40 V(NaOH)mL

12 10 8 6 4 2

PH

颜色突变范围

中和滴定曲线

7

酚 酞

Page 33: 电离平衡常数( K )

0 10 20 30 40 V(NaOH)mL

12 10 8 6 4 2

PH

颜色突变范围

中和滴定曲线

7

4.4

甲基橙

Page 34: 电离平衡常数( K )

左手

右手

视线与凹液面水平相切

滴加速度先快后慢

眼睛注视瓶内颜色变化半分钟颜色不变

滴定管保持垂直

酸式

碱式

碱式

Page 35: 电离平衡常数( K )

实 践 活 动中和滴定的步骤

( 1 )检漏 ( 2 )洗涤润洗

( 3 )装液 ( 4 )赶气泡调读数

( 5 )取液 ( 6 )滴定

( 7 )记读数 ( 8 )算

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( 08全国Ⅱ卷)实验室现有 3种酸碱指示剂,其 pH 的变色范围 如下:甲基橙: 3.1~ 4.4 石蕊: 50~ 8.0 酚酞: 8.2~ 10.0 用 0.1000 mol/Lmol/L NaOH 溶液滴定未知浓度的 CH3COOH 溶液,反应恰好完全时,下列叙述正确的是 ( )

高考链接

D

A.溶液呈中性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂B.溶液呈中性,只能选用石蕊作指示剂C.溶液呈碱性,可选用甲基橙或酚酞作指示剂D.溶液呈碱性,只能选用酚酞作指示剂

提示: CH3COONa 显碱性

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