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1、,2-4 酸鹼反應與鹽類,前言酸與鹼加在一起會發生什麼變化呢？又會產生什麼物質呢？我們利用下面的實驗來認識酸與鹼的作用。,目的：由鹽酸與氫氧化鈉的作用來認識酸鹼反應。器材：1 M 鹽酸 50 mL、1 M 氫氧化鈉 30 mL、酚指示劑 10 mL、50 mL量筒 1 個、125 mL 錐形瓶 1 個、滴管 1 支、溫度計 1 支、漏斗 1 個、滴定管 1 支、鐵架 1 座、蒸發皿 1 個、三腳架 1 個、陶瓷纖維網 1 個、酒精燈 1 個。,2-3 酸與鹼的化學反應,步驟：1.將 1 M 的氫氧化鈉溶液 30 mL 放在錐形瓶中，以滴管加入 3 4 滴酚酞，觀察溶液所呈現的顏色，並用溫度計測
2、量溶液溫度，將結果記錄下來。2.將 1 M 的鹽酸經由漏斗注入滴定管中，打開滴定管開關，調整管內液面至 0 的刻度（如圖 a）。,2-3 酸與鹼的化學反應,2-3 酸與鹼的化學反應,a.注入鹽酸至滴定管後，調整液面至0的刻度。,b.將滴定管中的鹽酸滴入到錐形瓶中的氫氧化鈉溶液中,步驟：3.用左手旋轉滴定管的開關，使鹽酸由滴定管慢慢滴入錐形瓶中（如圖 b），不時用右手搖動錐形瓶，直到溶液恰好變色為止，此時用溫度計測量並記錄溶液的溫度。4.取錐形瓶中的溶液 10 mL置入蒸發皿中。5.將蒸發皿移到陶瓷纖維網上，以酒精燈加熱至完全蒸乾（如圖 c），觀察並記錄蒸發皿內最後剩下什麼物質？,2-3 酸與鹼
3、的化學反應,2-3 酸與鹼的化學反應,c.加熱蒸發皿,2-3 酸與鹼的化學反應,活動紀錄：1.將30 mL、1 M 的氫氧化鈉溶液倒入錐形瓶中，加入3.4 滴酚酞，水溶液為【粉紅】色，用溫度計測量溫度為【28.5】。2.將1 M 鹽酸慢慢滴入錐形瓶的氫氧化鈉溶液中，搖動錐形瓶，直到溶液恰好變色為止，此時溶液的溫度為【32.5】。,2-3 酸與鹼的化學反應,問題與討論：1.在氫氧化鈉溶液中滴入酚酞後，會呈現什麼顏色？以鹽酸慢慢滴入氫氧化鈉溶液中，顏色會有什麼變化？,解答：在氫氧化鈉溶液中滴入酚酞後，溶液呈現粉紅色；以鹽酸慢慢滴入氫氧化鈉溶液中，剛開始時顏色依然不變，呈粉紅色，直到滴入一定的量後，
4、水溶液會忽然變成透明無色。,2-3 酸與鹼的化學反應,問題與討論：2.當鹽酸慢慢滴入氫氧化鈉溶液中，至溶液剛好變色時，溶液的溫度有何變化？這表示酸和鹼作用時，會放熱還是吸熱？,解答：當鹽酸慢慢滴入氫氧化鈉溶液中，至溶液剛好變色時，水溶液的溫度會微微上升，表示酸和鹼作用是一種放熱反應。,2-3 酸與鹼的化學反應,問題與討論：3.加熱蒸發皿上的溶液，蒸發皿內最後剩下什麼物質？,解答：當蒸發皿內的溶液完全被蒸乾後，蒸發皿上會留下白色粉末狀的食鹽。這是由氫氧化鈉所提供的鈉離子，與鹽酸（氫氯酸）所提供的氯離子結合，而成的氯化鈉。,實驗結果所有的酸溶解在水中，會像鹽酸一樣，解離出氫離子；所有的鹼溶解在水中
5、，會像氫氧化鈉一樣，解離出氫氧根離子當酸與鹼混合時，氫離子和氫氧根離子會互相結合成水，此過程稱為中和。中和時，除了酸鹼性會改變之外，溶液的溫度也會上升，表示中和是一種放熱反應,實驗結果酸與鹼中和時，還會產生另一種新物質，它是由鹼中的陽離子（金屬離子或銨根離子）和酸中的陰離子（非金屬離子或酸根離子）結合而成，這種物質稱為鹽類實驗 2-3 中最後產生的食鹽，就是由鈉離子與氯離子結合而成（式 2-6、圖 2-34）鹽酸氫氧化鈉溶液氯化鈉水 HCl NaOH NaCl H2O,圖2-34鹽酸和氫氧化鈉反應形成食鹽,實驗結果中和的化學反應式可寫成式 2-7：酸鹼鹽水（式 2-7）也可寫成式 2-8：氫離
6、子氫氧根離子水 H OH H2O（式 2-8）,請寫出硫酸（H2SO4）與氫氧化鈣Ca(OH)2中和的化學反應式。,2-4,解答H2SO4 Ca（OH）2 CaSO4 2 H2O,酸鹼中和時pH 值變化當酸性溶液慢慢的滴入鹼性溶液中後，鹼性溶液中的氫氧根離子會被氫離子中和而漸減，氫離子則漸增，溶液的 pH 值也隨之變小（圖 2-35）相反的，當鹼性溶液慢慢的滴入酸性溶液中後，酸性溶液中的氫離子漸減，氫氧根離子漸增，溶液的 pH 值也隨之變大,b.加入酸性溶液後 pH 值變小,a.鹼性溶液的 pH 值,圖2-35鹽酸滴入氫氧化鈉溶液的 pH 值變化,酸鹼中和生活實例生活中有很多酸鹼中和的例子，例
7、如：胃液中含有鹽酸，若分泌過多，會讓人感到不舒服，就需服用含有鹼性物質的胃藥，使與胃酸產生中和反應我們吃東西時若食物殘留在口腔內，會造成口腔變成微酸性而發生蛀牙，因此吃完食物後要漱口或使用鹼性牙膏刷牙，以保持口腔清潔,酸鹼中和生活實例排放到空氣中的工業廢氣或都市廢氣，往往含有碳、氮或硫的氧化物等酸性物質，被雨水溶解後成為酸雨酸雨不但會侵蝕石灰岩（圖 2-36，參見課本P.52），也會改變土壤的酸鹼性，除了使土壤不適合耕種外，還會破壞生態環境地球上在岩石、土壤及海水中都有許多的鹽類存在，使得生活更加便利與多樣化。以下簡單介紹一些常見的的鹽類及其性質,食鹽（NaCl）氯化鈉俗稱食鹽，為無色晶體（細
8、小的粉末呈白色）海水中約含有 2.8%的氯化鈉，因此食鹽可由海水蒸發製得（圖 2-37），也可由天然的鹽礦中製取食鹽除了作為調味品及保存食物外，也是重要的工業原料，例如：電解熔化的氯化鈉可以製得金屬鈉和氯氣,圖2-37利用日晒蒸發海水可得到粗鹽,硫酸鈣（CaSO4）硫酸鈣是白色固體，微溶於水，是石膏的主要成分。石膏是天然的硫酸鈣（CaSO42H2O），含有結晶水，為半透明的固體我們日常生活常見的燒石膏(CaSO4)2H2O)，遇水即硬化，可做成粉筆、石膏像(圖 2-38)及外科治療骨折的石膏模,圖2-38硫酸鈣製成的石膏像,碳酸鈣（CaCO3）碳酸鈣是一種白色固體，難溶於水一般石灰岩地形、大理
9、岩和貝殼等的主要成分皆為碳酸鈣，常被用來作為建築的材料（圖 2-39）,圖2-39大理岩建築物,碳酸鈉（Na2CO3）碳酸鈉俗稱蘇打，是一種白色粉末，溶於水呈鹼性，為清潔劑的一種成分工業上常用來製造玻璃與肥皂（圖 2-40）。,圖2-40利用含碳酸鈉成分做成的玻璃，常用於建築物外觀的玻璃帷幕,取 1.0 M 的鹽酸 10 mL，加數滴酚指示劑，再慢慢加入 l.0 M 的氫氧化鈉溶液 15 mL，不時以玻棒攪拌。則有關此反應結果的敘述，下列何者正確？(A)溶液變為中性(B)溶液的 pH 值增加(C)溶液的溫度下降(D)溶液由紅色變為無色,2-5,解答氫氧化鈉溶液慢慢加入鹽酸中，溶液會漸漸變成鹼性
10、，使 pH 值增大，另外會放出大量的熱使溶液的溫度上升；而酚指示劑由無色變成紅色，故答案為(B)。,阿瑞尼士（Svante August Arrhenius，18591927）關於電解質水溶液的導電情形，英國科學家法拉第（Michael Faraday，17911867）曾做過研究，他認為這是水溶液中帶電粒子流動的現象，他把向正極移動的粒子稱為負離子，向負極移動的粒子稱為正離子。離子一詞在希臘語中原有行走的意思。但法拉第仍然未能完全明白離子到底是什麼？直到阿瑞尼士提出了解離說，才確立了離子的概念。,1881 年，阿瑞尼士開始進行電解質導電情形的研究，他注意到食鹽溶液與蔗糖溶液在某些性質上顯著不
11、同。1884 年，他提出解離說作為博士班的畢業論文，在這篇論文中，說明電解質在水中會分解為帶正電的正離子和帶負電的負離子，離子就是帶電的原子或原子團。由於當時的人認為原子是不可分割的，既然不可分割，怎麼能帶電呢？因此當時包含阿瑞尼士指導教授在內的論文審查委員會，均認為這是違反常識的主張，經過冗長的爭論後，才勉強讓這篇論文過關。但是荷蘭的化學家凡特何夫（Jacobus vant Hoff，18521911）及德國化學家奧斯華德（Friedrich Wilhelm Ostwald，18531932）等人在看過他的論文後，都給予極高的評價。後來他們便合作研究，建立了離子的理論。1903 年，阿瑞尼士因電解質解離學說得到諾貝爾化學獎。,
