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47 水的电离和溶液的pH_第1课时

免费读1264字2024-07-22

  老师:同学们,大家好,我是北京师范大学附属中学郭伟老师。今天我们学习的课题是水的电离和溶液的pH。第一课时,研究小组同学将一毫升e乘以10的-5次方摩镁升的盐酸稀释至1000毫升,他们认为溶液中氢离子浓度将变为原来的1/1000。是这样吗?初中时,同学们曾测量过ph,知道ph能表示溶液的酸碱性。查教科书后得知,pH是氢离子浓度的负对数,即pH等于复log氢离子浓度。氢离子浓度是指溶液中总的氢离子浓度。他们认为稀释前溶液的pH为5,稀释后将变为8。令人不解的是,稀释后溶液的pH并不是8,而是小于7。也就是说,稀释后溶液中氢离子浓度大于一乘以10的-7次方摩每升,那么多出来的氢离子从何而来?有同学想到溶液体系中包含溶质和溶剂水,猜想多处的氢离子来自于水,继水发生了电离,请同学们寻找证据证明水的电离很微弱。

  老师:很多同学想到要做水的导电性实验,观察灯泡是否发亮,灵敏电流质的指针是否偏转。实验中我们发现灯泡不亮,但灵敏电流剂指针有微弱偏转,说明水中有自由离子,水能电离,但极其微弱。更直接有效的方法是测量水的电导滤,图中的仪器就是电导滤仪。精确的导电性实验证明,纯水大部分以水分子的形式存在,但其中也存在着极少的离子。我们是不是可以得出结论,纯水能发生微弱的电离。

  老师:同学们,我们可以测定常温下纯水的pH。一、使用到pH试纸pH试纸使用方法是将试纸放在玻璃片上,用干燥洁净的玻璃棒蘸取,待侧液点在pH试纸上,然后与标准比色卡进行对照,读出所测溶液的pH。常用的pH试纸有广泛pH试纸和精密P2试纸精确度不同,广泛PR试值只能得到整数值,精密PR市值精确到小数点后一位。实验测得纯水的pH等于7。

  老师:请同学们计算一升水的物质的量以及水中氢离子和氢氧根的浓度。益生水质量为1千克,物质量为55.6摩,氢离子浓度等于氢氧根,离子浓度为一乘以10的-7次方摩每升。那同学们,你们能求一下总的水分子与乙电离的水分子之间的比例关系吗?每55.6摩的水中只有一乘以10的-7次方摩的水发生了电离,大约是5.56亿个水分子中只有一个发生了电离,这个程度当然极小。因此我们可以得出纯水能发生微弱的电力。水是一种极弱的电影质,能发生微弱的电离。

  老师:这张图片是用模型展现了水分子的电离过程。我们还可以用符号表示水的电离,这是水的电离方程式。水电离出水和氢离子和氢氧根离子。上述电离方程式还可以简写为水电离出氢离子和氢氧根离子。当水的电离达到平衡时,电离产物氢离子和羟根离子浓度脂积是一个常数,记作kw。kw叫做水的离子积常数,简称水的离子积。kw可以由实验测得,也可通过理论计算求得,这就是KW的表达式。在常温时,氢离子浓度等于氢氧根离子浓度等于一乘以10的-7次方摩每升,因此KW为一乘以10的-14次方。由于KW为常数,它没有单位。

  老师:对于水的电离,科学家们一直不懈求索

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