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第三节 水溶液的酸碱性及pH计算 一、水的质子自递反应 水的质子自递反应: 水分子是一种两性物质,它既可 给出质子,又可接受质子。于是在水
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課程名稱:酸鹼濃度與 pH值 編授教師: 中興國中 楊秉鈞

常用的濃度表示法 %  重量百分濃度:單位符號 。 %  體積百分濃度:單位符號 。 M  體積莫耳濃度:單位符號 。  重量百分濃度:單位符號 。 每100公克溶液中,所含溶質的克數 %  體積百分濃度:單位符號 。 每100毫升溶液中,所含溶質毫升數 M  體積莫耳濃度:單位符號 。 每公升溶液中,所含溶質的莫耳數

常用濃度的定義

體積百分濃度 %  體積百分濃度:單位符號 。  體積百分濃度:單位符號 。  說明:一罐350毫升,體積百分濃度4.5%:  體積百分濃度 4.5 %又稱 。  內含酒精 毫升。  內含水 毫升。(假設體積有加成性時)  此啤酒的重量百分濃度 4.5%? 4.5 度 15.75 334.25 小於 (已知啤酒的密度>酒精的密度)

體積莫耳濃度 M  體積莫耳濃度:單位 ;符號 。  每公升溶液中,所含溶質的莫耳數  體積莫耳濃度:單位 ;符號 。  每公升溶液中,所含溶質的莫耳數  說明:0.1M 的氫氧化鈉200 ml。(NaOH分子量=40)  表示每公升溶液含氫氧化鈉 莫耳。  內含氫氧化鈉 莫耳= 公克氫氧化鈉。  氫氧化鈉的濃度可表示為 。 0.1 0.02 0.8 [ NaOH ] = 0.1M

公式歸納 ÷ N0 × N0 × M’ 個數 n 莫耳 mol 分子質量 W ÷ M’ 莫耳濃度 M ÷ V × V

酸鹼解離濃度計算  範例: 0.2 M的氫氧化鈉水溶液中,求以下離子的濃度:  [ Na+ ] = M  [ OH- ] = M (假設溶液體積 l 公升) ☆ 化學反應式係數意義  係數比=莫耳數比=分子數比

酸鹼解離濃度計算  範例解說: 0.2 M的氫氧化鈉水溶液中,求以下離子的濃度:  [ Na+ ] = M  [ OH- ] = M (假設溶液體積V公升) ☆ 化學反應式係數意義  係數比=莫耳數比=分子數比=莫耳濃度之比 ( 限於同溶液之解離 )

溶液的稀釋與配製  範例一:(媒體:1 )  範例二:如何以12M的鹽酸配置 6 M 的鹽酸溶液1公升? 6 M的鹽酸溶液1公升: (1)加水稀釋成 2 公升時, 濃度變為 M。 (2)加水稀釋成 3 公升時, 濃度變為 M。 3 2 稀釋,溶質莫耳數不變  範例二:如何以12M的鹽酸配置 6 M 的鹽酸溶液1公升? 取12M的鹽酸0.5公升,加水至最後體積為1公升即可。

莫耳濃度 範例演練 1.欲配置濃度1M的氫氧化鉀(KOH)水溶液2公升,需稱取溶 質多少公克? 。( K=39 ) 2.將36公克的葡萄糖(C6H12O6)以水溶解並稀釋至500毫升, 則其莫耳濃度為何? 。 3.糖6×1021個分子,配成100 ml的糖水,則此糖水的莫耳濃度為 多少? 。 4.取500毫升濃度4M的硫酸溶液,想配製成為2M的硫酸溶液, 需加1.5M的硫酸多少公升? 。 5.試管甲裝入1M的鹽酸8毫升及水2毫升,試管乙裝入1.5M的鹽 酸4毫升及水6毫升,試管丙裝入2M的鹽酸1毫升及水9毫升。 各加入相等的大理石5 片,哪試管冒氣泡速率快? 。 6.將濃度2M硫酸一瓶,倒去半瓶,再用水加滿,又再倒去半 瓶,然後再用水加滿,則此溶液最後濃度為何? 。 7.溶解98公克硫酸的水溶液200毫升(S=32、O=16): [ H+] = M;[ SO42-]= M。  112 0.4 M 0.1 M 2 公升 甲 0.5 M 10 M 5 M

範例解析

莫耳濃度 化學計量演練 1.已知碳酸鈣與鹽酸反應的均衡化學方程式如下: CaCO3+HCl→CaCl2+H2O+CO2 (未平衡) ,則0.5莫耳的 碳酸鈣,需要0.5 M的鹽酸 毫升才能完全反應? 2.已知氯化鈣水溶液與硫酸鈉水溶液的反應式如下: CaCl2+Na2 SO4→CaSO4+NaCl(未平衡),0.5 M的氯化鈣 水溶液100 mL,可與1.0 M硫酸鈉水溶液 mL完全反應? 3.鎂與鹽酸反應生成氫氣與氯化鎂,如下: Mg+HCl→MgCl2+H2 (未平衡) ,若要與24.3公克的鎂完 全反應,至少需要4M鹽酸 毫升?(Mg=24.3) 4.取0.3莫耳的氯化鋇與硫酸作用,則需要0.5 M 的硫酸多少 毫升才能完全反應? 2000 50 500 600

範例解析

純水的解離  純水解離:微量解離成 、 離子。 (25℃)

水溶液的離子積 kw  離子積:25℃ 時,任何水溶液中氫離子與氫氧根離子濃度 的乘積為 。離子積為 。 定值

離子積的反比關係  物質的酸鹼性必須由[OH-]及[H+]共同決定,有 關係。 [H+] [ OH-] 反比 不變 在純水中加入中性物質,氫離子與氫氧根離子濃度 。 在純水中加入酸性物質,氫離子濃度 與氫氧根離子濃度 。 在純水中加入鹼性物質,氫離子濃度 與氫氧根離子濃度 。  其離子積 kw (at 25℃)都為定值, 。 不變 增加 減少 減少 增加

酸鹼定義 H+ OH- H+ OH- H+ OH- 鹼性 中性 酸性  酸鹼定義:氫離子與氫氧根離子濃度的相對大小比較  水溶液中,氫離子與氫氧根離子共同存在

酸鹼值 pH  pH=n  n-1 <pH< n  pH值:用以表示水溶液 。  將 離子濃度作一數學函數轉換  如何求 pH值: 酸鹼性 氫  如何求 pH值: a=1  pH=n 轉成科學記號 a1 需估計  n-1 <pH< n pH 值可能為正、負或為零

酸與鹼稀釋的pH變化  酸的稀釋過程中,pH之變化 X 不合理  鹼的稀釋過程中,pH之變化 X 不合理

pH scale  pH  pOH 酸性 pH<7 鹼性 pH>7 中性 pH=7(25℃) 愈酸 中性 愈鹼 [H+]愈大

常見物質酸鹼值

pH 計

酸鹼指示劑  此物質在酸鹼中能呈現不同顏色,故能指示酸鹼性 紫甘藍 中性 鹼性 酸性 紅鳳菜 中性 鹼性 酸性

酸鹼指示劑 變色範圍 指示劑 名稱 酸中顏色 變色範圍 pH 值 鹼中顏色 石蕊 5~8 酚酞 8~10 酚紅 黃 6.8~8.0 紅 紅 藍 無 紅

十乘冪的科學記號 數值 十乘冪科學記號 1000000 100000 10000 1000 100 10 1 0.1 0.01 0.001 0.0001 0.00001 0.000001 0.0000001 其中一個零 在小數點前

十乘冪指數律公式

pH 範例解說  範例: 1.求以下溶液之酸鹼值:  [ H+]=10-5 M,pH= 。  [ H+]=10M時,pH= 。  [ OH-]=10-8 M時,pH= 。  [ OH-]=10-15 M時,pH= 。  [ H+]=3×10-5 M時,pH= 。  [ H+]=1 M時,pH= 。 2.一稀鹽酸的pH=5,加水至1000 倍體積則pH= 。 3.硫酸0.01M水溶液,則: (1)[ H+] = M; [ OH-] = M。 (2)pH 。 4.氫氧化鈉水溶液的pH=12,則: (1)[ H+] = M。(2) [ OH-] = M。 5 -1 6 -1 4~5 6~7 0.02 5 × 10-13 1~2 10-2 10-12

範例解析一

範例解析二

課程結束