知识点1 水的电离平衡
1、 水是一种弱电解质,存在着 电离平衡,可表示如下:
H2O H++OH- 或 H2O+H2O H3O+ + OH-
2、影响水电离平衡的因素
温度、酸、碱、能水解的盐等都能影响水的电离平衡,使水的电离平衡发生移动。
(1)升温平衡右移;(2)加酸或碱平衡左移;(3)加入能水解的盐平衡右移。
3、水的离子积
(1)水的离子积的得出
在一定温度下:水是弱电解质→在一定温度下建立电离平衡→存在平衡常数:Kc=[H+][OH-]/[H2O] →[H2O]、Kc都是常数→[H+][OH-]=常数→水的离子积K¬w =[H+][OH-]=常数。
(2)水的离子积的影响因素
①从上述关系可以看出水的离子积K¬w是平衡常数的一种特殊形式,所以与平衡常数一样,它的大小只 与温度有关。因为水的电离是吸热过程,升温,平衡右移,K¬w增大,所以在应用水的离子积时,必须指明温度。如不指明,则认为25℃。
②只要温度不变,在任何稀溶液里K¬w都是一样的。
③室温下,纯水中[H+]=[OH-]=10-7mol•L-1 K¬w=1×10-14mol2•L-2
100℃时,纯水中[H+]=[OH-]=10-6mol•L-1 K¬w=1×10-12mol2•L-2
④ K¬w =[H+][OH-]是在水的电离平衡的 前提下得到的,但也适用于稀的酸性溶液和稀的碱性溶液。酸性溶液中[H+]或碱性溶液中[OH-]增大时H2O H++OH-平衡左移,但K¬w =[H+][OH-]不变。
知识点2 溶液的酸碱性和pH
1、溶液呈酸碱性的原因
(1)水的电离平衡H2O H++OH-建立后,在任何时刻水电离出的[H+]=[OH-],只有当外来因素介入,使得[H+]≠[OH-]。此时H+与OH-谁的浓度大,占据了矛盾的主要方面,溶液就呈现谁的性质。
(2)外来因素是指加入酸、碱或能水解的盐破坏了水的电离平衡。
①外加酸,[H+]增大,平衡左移,[OH-]减小,[H+]>[OH-]溶液显酸性。
②外加碱,[OH-]增大,平衡左移,[H+]减小,[H+]<[OH-]溶液显碱性。
③外加能水解的盐后,盐电离出的弱酸根离子或弱碱的阳离子结合水电离出的H+或OH-,使水的电离平衡右移,造成溶液中[OH-]>[H+]或[OH-]<[H+],溶液显现出碱性或酸性。
④可见酸、 碱抑制了水的电离 ;能发生水解的盐促进了水的电离。
⑤在水溶液中H+与OH-永远同时存在,酸性溶液只是[H+]>[OH-],碱性溶液只是[OH-]>[H+]。
2、溶液酸碱性的判断
(1)溶液呈酸性、碱性还是中性,应看[H+]和[OH-]的相对大小:[H+]=[OH-]溶液呈中性;[H+]>[OH-]溶液呈酸性;[H+]<[OH-]溶液呈碱性。
(2)利用pH:常温下,pH=7 中性;pH<7 酸性;pH>7 碱性。
(3)利用酸碱指示剂:酸碱指示剂只能测出pH范围,不能测出具体的pH
石蕊试液 红色 5 紫色 8 蓝色
酚酞试液 无色 8 粉红 10 红色
甲基橙 红色 3.1 橙色 4.4 黄色
(4)利用pH试纸:pH试纸测定的为溶液中的[H+],使用时不能润湿。正确的操作方法为:用干燥洁净玻璃棒蘸取试液滴在试纸上,迅速和标准比色卡对比。
知识点3 pH的计算
1、单一溶液
(1)强酸:先求出溶液的[H+],再通过pH = -lg[H+]求溶液的pH。
(2)强碱:先求出溶液的[OH-],再通过[H+]= K¬w/ [OH-]求出溶液的[H+],最后求得pH。
2、溶液的稀释(强酸或强碱