酸碱滴定酸碱溶液中氢离子浓度的计算
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第六章酸碱滴定第三节酸碱溶液中氢离子浓度的计算
教学目的:1.学生了解酸碱溶液pH计算公式的一般推导过程
2. 学生掌握各类酸碱溶液pH的计算
所需课时:2学时
本次课重点:强酸碱、一元弱酸碱及多元酸碱溶液pH的计算
本次课难点:一元弱酸碱及多元酸碱溶液pH计算
授课方式:讲授与学生练习相结合,PPt与板书结合
授课安排:
一、(3分钟)复习PBE的书写
HAc, H3PO4, NaHCO3
二、(2分钟)酸碱溶液中氢离子浓度计算的重要性(本次课内容是同学们认为最难最麻烦的部分,对其重要性的分析对有利于提高学生学习积极性):
1、氢离子浓度决定溶液中各存在型体的分布分数
2、酸碱滴定过程中溶液pH不断发生改变,通过pH计算画出滴定曲线,分析滴定过程,选择合适指示剂,确定滴定方法。
三、(3分钟)酸碱溶液的分类及氢离子浓度计算过程的一般处理方法
1、分类:一元强酸碱、一元弱酸碱、二元及多元酸碱、两性物质、混合溶液。
2、一般处理方法:写出PBE,根据平衡关系进行代换得到精确式,误差要求范围内适当简化得到近似式(画框图,板书)。
3、溶液氢离子浓度计算方法:先对溶液进行分类,根据判据利用相应的公式进行计算。
四、(5~10分钟)一元强酸(碱)氢离子浓度的计算
设问1:0.1 mol/L HCl和NaOH溶液的pH是多少?
引出:一般情况下强酸(碱)溶液中[H+]= c ([OH-]= c)
设问2:c= 10-7mol ⋅L -1的HCl 呢?
答:此时不能忽略水的解离所产生的氢离子对溶液pH 的影响,一般式显然不能
使用,否则引入误差过大。
对c= 10-7mol ⋅L -1的HCl 的pH 进行计算(推导过程板书)
PBE :[H +] = c (HCl) + [OH -]
精确式:[]H +
=(板书至此) 练习题:c= 10-7mol ⋅L -1的NaOH 的pH 是多少?
2分钟时间,由同学们自己在练习本上推导。提问同学宣读自己的结果。
再给出正确的推导过程及结果(播放PPt ,不板书),与同学自己的结果对照。
五、(20~30分钟)一元弱酸(碱)氢离子浓度的计算
1、以c mol·L -1的一元弱酸HA 为例,过程由教师一步步讲解推导(板书,可以
留给学生思考的时间)
PBE :[H +]=[A -]+[OH -] 平衡关系式:+a w [HA][H ][H ][H ]
K K ++=+
精确表达式:[]H +=
提问:利用+a +a
[H ][HA][H ]c K =+代入上式即可达到结果,每次解三次方程,有必要吗?
提出简化公式的条件:①水的解离是否可以忽略,②酸解离度小,解离部分对
其浓度的影响是否可以忽略。针对精确式就这两个方面进行讨论。
得到计算公式:
①最简式:+20,H [] 400,a w a cK K c H K ++>=>水的解离产生的对溶液酸度的影响可忽略,
则 若同时
酸解离对酸分子溶液浓度的影响可忽略,则 [H
②近似式:+20,H [] 400,a w a cK K c H K ++>=<水的解离产生的对溶液酸度的影响可忽略,
则 但酸解离对酸分子溶液浓度的影响不可忽略,则 [H
③+20,H [] 400,a w a cK K c H K ++<=>水的解离产生的对溶液酸度的影响不可忽略,
则 但
酸解离对酸分子溶液浓度的影响可忽略,则 [H 以上播放ppt ,
2、下面针对此进行习题讲解和训练。(只练习判据和公式的选择,不计算具体
数字)
①计算0.20mol·L -1 Cl 2CHCOOH (p K a=1.26) 的pH 。 ②计算1.0×10-4mol·L -1 HCN (p K a=9.31) 的pH 。
3、根据以上推导过程c mol·L -1的一元弱碱A -pH 的计算只需对弱酸公式进行几
个代换,即[H +]换成[OH -]离子,K a 换成K b ,求出[OH -]之后再利用水Kw 求出[H +]
即可。
高中进入大学不久的同学很讲求眼见为实,因此在ppt 上准备了“以c mol·L -1
的一元弱碱A -为例进行pH 计算的公式推导过程”,设置多步动画,边讲解边播
放。
4、进行练习训练
①计算0.20mol·L -1的NaAc 的pH 。(借助本题再次强调质子酸碱理论中碱的概念) ②教材P152 例题6-6。
六、(15~20分钟)多元酸(碱)溶液pH 的计算
以二元酸(H 2A)为例
1、根据一元强酸和一元弱酸的分析过程,逐步引导学生自己推导。要求学生拿
出草稿纸,按照老师的要求写出每一步。
①写出PBE :
②写出二元酸的两步解离平衡常数表达式,及总的解离平衡表达式
③将②代入①得到关于得到精确式
④先判断水的解离是否可以忽略,再判断是否可以忽略第二级解离,若可以即可作为一元酸进行处理。
⑤总结公式+1+20,H 20.05,H a w cK K K >≤++[H ]=[H ]=水的解离产生的对溶液酸度的影响可忽略
第二级解离产生的可忽略,按照一元酸处理
2、练习训练
①计算0.03 mol ⋅L -1碳酸溶液的pH 。(结果可用于混合碱分析时指示剂选择) ②计算0.1 mol ⋅L-1酒石酸溶液的pH 。(提出迭代法,了解即可)
3、多元碱如何计算呢?
通过一元弱碱公式的推导,同学们都有经验了,可以自己写出判据及公式。接下来进行习题训练。
③计算0.1 mol ⋅L -1碳酸钠Na 2CO 3溶液的pH 。
七、(10~15分钟)两性物质溶液pH 的计算
1、本部分重点掌握多元弱酸的酸式盐。在教室的提示下,自行推导,同时老师在黑板上板书过程。
2、练习
①计算0.05 mol ⋅L -1碳酸氢钠NaHCO 3溶液的pH 。(结果可用于混合碱分析时指示剂选择)
3、弱酸弱碱盐部分和同学们一起看书,注意如何对PBE 进行合理的取舍从而简化计算公式。并强调把握溶液中的主要平衡关系。
八、(5~10分钟)混合溶液pH 的计算
以0.1 mol ⋅L -1的H 2SO 4为例,请两位同学到讲台上慢慢推导,其他同学在自己的草稿纸上进行。