溶液的酸碱度及表示方法
1. 溶液的酸碱性:溶液呈酸性、碱性或中性,通常用指示剂来测定。
2. 溶液的酸碱度:指溶液酸碱性的强弱程度,即酸碱度是定量表示溶液酸碱性强弱的一种方法.溶液的酸碱度通常用pH表示。
3. pH的范围:0—14
溶液酸碱度和pH值的关系
溶液的pH值 |
溶液的酸碱度 |
<7 |
酸性溶液(pH越小,酸性越强) |
=7 |
中性溶液 |
>7 |
碱性溶液(pH越大,碱性越大) |
(1)呈酸性的溶液不一定是酸溶液,如NaHSO
4溶液呈酸性,但属于盐溶液;呈碱性的溶液不一定是碱溶液,如Na
2CO
3溶液呈碱性,但它也是盐溶液。
(2)粗略测定溶液的酸碱度常用pH试纸。
pH的测定方法:测定溶液pH通常用pH试纸和pH计。其中用pH试纸测定溶液pH的具体操作为:测定时,将pH试纸放在表面皿上,用干净的玻璃棒蘸取被测溶液并滴在pH试纸上,半分钟后把试纸显示的颜色与标准比色卡对照,读出溶液的pH,简记为:“一放、二蘸、三滴、四比”。
改变溶液pH的方法:溶液的pH实质是溶液中H
+浓度或OH
-浓度大小的外在表现。改变溶液中H
+浓度或OH
-浓度,溶液的pH就会发生改变。
方法一加水:只能改变溶液的酸碱度,不能改变溶液的酸碱性,即溶液的pH只能无限地接近于7。
①向酸性溶液中加水,pH由小变大并接近7,但不会等于7,更不会大于7(如下图所示)。
②向碱性溶液中加水,pH由大变小并接近于7,但不会等于7,更不会小于7(如下图所示)。
方法二加酸碱性相同,pH不同的溶液:原溶液酸碱性不会发生变化,但混合后溶液的pH介于两种溶液之间:
方法三加酸碱性相反的溶液:混合后发生中和反应,溶液的pH可能等于7,若加入的溶液过量,原溶液的酸碱性就会与原来相反(如下图所示)。
pH值测定时的注意事项:①不能直接把pH试纸浸入待测的溶液中,以免带入杂质,同时还可能溶解pH试纸上的一部分指示剂,致使比色时产生较大误差。
②不能先用水将pH试纸润湿再进行测定。因为将待测溶液滴到用水润湿后的pH试纸上,其溶质质量分数将变小。
③用pH试纸测得溶液的pH一般为整数。
了解溶液的酸碱度的重要意义: ①化工生产中许多反应必须在一定pH溶液里才能进行;
②在农业生产中.农作物一般适宜在pH为7或接近于7的土壤中生长;
③测定雨水的pH(因溶解有二氧化碳,正常雨水的pH约为5.6,酸雨的pH小于5.6),可以了解空气的污染情况;
④测定人体内或排出的液体的pH,可以了解人体的健康状况。
身边一些物质的pH:
定义:
判断溶液中阴阳离子的存在情况。
几种常见离子的检验
离子 |
所用试剂 |
方法 |
现象 |
化学方程式 |
Cl- |
AgNO3溶液和稀HNO3 |
将AgNO3溶液滴入待测液中,再加稀HNO3 |
生成白色沉淀.且不溶于稀HNO3 |
AgNO3+NaCl==AgCl↓+NaNO3 |
SO42- |
BaCl2溶液和稀盐酸 |
将稀盐酸滴入待测液中,再加BaCl2溶液 |
滴加稀盐酸无现象,滴加 BaCl2溶液生成白色沉淀,且沉淀不溶于稀盐酸 |
BaCl2+Na2SO4==BaSO4↓+ +2NaCl |
CO32- |
盐酸(或HNO3) 和澄清石灰水 |
向待测液中加入盐酸(或HNO3).将产生的气体通入澄清石灰水中 |
产生无色无味的气体,此气体能使澄清的石灰水变浑浊 |
Na2CO3+2HCl==2NaCl+H2O+ CO2↑ CO2+Ca(OH)2==CaCO3↓+H2O |
OH- |
酚酞试液、紫色石蕊试液或红色石蕊试纸 |
①将酚酞试液滴入待测液中 ②将紫色石蕊试液滴入待测液中 ③将待测液滴在红色石蕊试纸上 |
①溶液变红 ②溶液变蓝 ③红色石蕊试纸变蓝 |
—— |
H+ |
紫色石蕊试液或蓝色石蕊试纸 |
①将紫色石蕊试液滴入待测液中 ②将待测液滴在蓝色石蕊试纸上 |
①溶液变红 ②蓝色石蕊试纸变红 |
—— |
NH4+ |
浓NaOH溶液 |
将浓NaOH溶液加入待测液中,加热,将湿润的红色石蕊试纸置于试管口(或用玻璃棒蘸浓盐酸置于试管口) |
放出有刺激性气味的气体,该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝(或遇到浓盐酸产生大量白烟) |
NH4Cl+NaOHNaCl+H2O+NH3↑ |
Cu2+ |
NaOH溶液 |
将NaOH溶液加入待测液中 |
生成蓝色沉淀 |
CuSO4+2NaOH==Cu(OH)2↓ |
Fe3+ |
NaOH溶液 |
将NaOH溶液加入待测液中 |
生成蓝色沉淀 |
FeCl3+3NaOH==Fe(OH)3↓+3NaCl |
常见酸、碱、盐的检验:
物质 |
检验方法 |
实验现象 |
典型化学式 |
硫酸及可溶性硫酸盐 |
取少量待检验溶液于试管中 (1)滴入紫色石蕊试液 (2)滴人稀盐酸和BaCl2溶液[或 Ba(NO3)2溶液] |
(1)溶液变红 (2)加入稀盐酸无明显现象,再加入BaCl2溶液有自色沉淀生成 |
H2SO4+BaCl2==BaSO4↓+2HCl Na2SO4+Ba(NO3)2==BaSO4↓+2NaNO3 |
盐酸及可溶性盐酸盐 |
取少量待检验溶液于试管中 (1)滴入紫色石蕊试液 (2)滴人AgNO3溶液和稀硝酸 |
(1)溶液变红 (2)有白色沉淀生成,且该沉淀不溶于稀硝酸 |
HCl+AgNO3=AgCl↓+HNO3 NaCl+AgNO3==AgCl↓+NaNO3 |
碳酸盐及碳酸氢盐 |
取少量待检验溶液于试管中 (1)加稀盐酸或稀硝酸 (2)将生成的气体通入澄清的石灰水中。 |
有气体生成,且该气体使澄清的石灰水变浑浊 |
Na2CO3+2HCl=2NaCl+H2O+CO2↑ NaHCO3+HCl=NaCl+H2O+CO2↑ |
铵盐 |
将铵盐与碱混合共热 |
有刺激性气味气体生成 |
NH4Cl+NaOHNaCl+NH3↑+H2O |
检验中的干扰和排除
在物质的检验过程中,由于待检物质中混有杂质、选用试剂不当或试剂不纯,包括仪器不清净、操作有误等.都会对检验造成干扰,应当予以排除。如鉴定CO
32- 和SO
42-共存时,我们不应该选用硝酸银试剂,而应选用硝酸钡或氯化钡试剂。再如,当CO
32-和SO
42-共存时,我们要检验出SO
42-,则应先加盐酸酸化,排除CO
32-离了的干扰后,再用氯化钡试剂进行检验。
检验结果的分析和判断
根据检验过程中所观察到的观象确定试样中存在哪些离子,必须把可能存在的离子全部考虑到,再根据每步检验的现象,肯定或否定某些离子的存在,逐步缩小范围,最终得出正确的结论。
概念:
所谓离子共存,实质上就是看离子间是否发生反应的问题。若在溶液中发生反应,就不能共存。看能否发生反应,不仅是因为有沉淀、气体、水、难电离的物质产生,还涉及到溶液酸碱性、有色、无色,能否进行氧化还原反应等。
判断离子是否共存的方法:复分解反应的实质就是两种化合物相互交换成分,生成两种新的化合物,所以同一溶液中的离子之间如符合下列条件之一就会发生反应,即离子不能在溶液中大量共存。
(1)生成沉淀:如Ag
+和Cl
-,Ba
2+和SO
42-,Ca
2+和 CO
32-,Cu
2+和OH
-等不能大量共存。
(2)生成气体:如H
+和CO
32-,HCO
3-,NH
4+和OH
-等不能大量共存。
(3)生成水:如H+和OH-不能大量共存。
(4)可能会有附加条件,如溶液无色透明、pH=l (酸性溶液)、pH=14(碱性溶液)等。判断离子能否共存时,应先看清试题的前提条件再分析离子间的相互反应情况。
判断离子是否共存的几种情况:①由于发生复分解反应,离子不能大量共存。
A.有气体产生。如CO
32- 、SO
32- 、S
2- 、HCO
3-、HSO
3-、HS
-等易挥发的弱酸的酸根与H
+不能大量共存。
B.有沉淀生成。如Ba
2+ 、Ca
2+ 、Mg
2+、Ag
+等不能与SO
42-、CO
32-等大量共存;
Mg
2+、Fe
2+、Ag
+、Al
3+、Z
n2+、Cu
2+、Fe
3+等不能与OH
-大量共存;
Fe
2+与S
2-、Ca
2+与PO
43-、Ag
+与I
-不能大量共存。
C.一些酸根离子如HCO
3-、HPO
42-、HS
-、H
2PO
4-、HSO
3-不能与OH
-大量共存;
NH
4+与OH
-不能大量共存。
②由于发生氧化还原反应,离子不能大量共存。
A.具有较强还原性的离子不能与具有较强氧化性的离子大量共存。
如S
2-、HS
-、SO
32-、I
-和Fe
3+不能大量共存。
B.在酸性或碱性的介质中由于发生氧化还原反应而不能大量共存。
如MnO
4-、NO
3-、ClO
-与S
2-、HS
-、SO
32-、HSO
3-、I
-、Fe
2+等不能大量共存;
SO
32-和S
2-在碱性条件下可以共存,
但在酸性条件下则由于发生2S
2- +SO
32- +6H
+=3S
+3H
2O反应不能共在。
③溶液中能发生络合反应的离子不能大量共存。
如Fe
2+ 、Fe
3+与SCN
-不能大量共存。
主要题目要求的限定:
①酸性溶液(H
+)、碱性溶液(OH
-)等不能共存的离子。
②溶液的颜色:有色离子
MnO
4-(紫色)、Fe
3+(棕黄)、Fe
2+(浅绿)、Cu
2+(蓝)等