13--1 認識電解質 電解質的定義：熔融狀態或溶於水中解 離成正、負離子能幫助導電者， 稱為電解質。 13--1 認識電解質 電解質的定義：熔融狀態或溶於水中解 離成正、負離子能幫助導電者， 稱為電解質。 強電解質：凡電解質溶於水時，幾乎完 全解離成離子者稱為強電解質。 弱電解質：凡電解質溶於水時，僅一部 份解離成離子者稱為弱電解質。

酸類電解質 食醋內的醋酸 (CH3COOH) 清洗廁所的鹽酸 內的氯化氫(HCl) 硫酸(H2SO4) 硝酸(HNO3)。

鹼類電解質 建材用的熟石灰學名氫氧化鈣〔Ca(OH)2〕 燒鹼學名氫氧化鈉(NaOH)。

鹽類電解質 調味的食鹽，學名氯化鈉(NaCl) 製造香腸的硝，學名硝酸鉀(KNO3)。 ○化○、○酸○均屬鹽類

正、負離子 帶電的粒子(原子或原子團)，稱為離子。 正離子：失去電子的原子(或原子團)，形成帶正電的離子，叫作正離子(也稱為陽離子)。例如Na＋、Ca2＋、NH4＋、。 負離子：獲得電子的原子(或原子團)，形成帶負電的離子，叫作負離子(也稱為陰離子）。例如氯離子Cl－、酸根離子SO42－、NO3－、 氫氧根OH－。

解離說--瑞典化學家阿瑞尼士提出 (1)電解質溶於水即解離成帶正電的正離子及帶 　 負電的負離子。離子的化學性質和原子性質 　 完全不同。 如：NaCl→ Na＋＋Cl－ (2)數個原子結合成原子團也可以帶電荷。例如： 　　SO42－、NO3－、OH－、、NH4＋。 (3)電解質水溶液中，正離子所帶的正電總電量與負 　 離子所帶負電總電量相等，故溶液呈現電中性。 (4)離子在溶液中可以自由移動，當通有電流時，正 　離子移向負極，而負離子移向正極。這些移動的　 離子，構成溶液的電流，所以水溶液可以導電。

電解質水溶液為什麼會導電？ 電解質水溶液中產生帶有電荷的粒子，叫作離子。它們在溶液中能自由移動，由於離子的移動而產生電流。 固態的電解質是不導電的。因為在固態時，正、負離子各固定在一定的位置，不能移動，只有將其溶於水中，離子才能自由移動而具有導電性。

電中性原理 電解質在水中解離成正離子與負離子，其離子數目可能不同，但總電荷應該相等，正、負電荷互相抵消為零，保持電中性。

實驗室中常見的離子

13—2酸與鹼 酸的一般性質： 酸在水溶液中都能產生氫離子H＋。 多數的稀酸水溶液與鐵、鎂或鋅等活性較大金屬反應，產生氫氣。 碳酸鹽類與稀酸作用，產生二氧化碳。 酸性溶液能使石蕊試紙呈現紅色，使廣用試紙呈現紅、橙、黃，使酚太呈現無色。 酸液一般有特殊的酸味。 酸是電解質、具有腐蝕性。

常見的酸 硫酸：化學工業之母 硝酸：國防工業之母 鹽酸：清潔工 乙酸：美容醋

硫酸：化學工業之母 特性： 純硫酸呈無色油狀，沸點高(340℃)， 密度D=1.85g/ml。 稀釋時，放出大量的熱使水溫上升。 濃硫酸有強烈脫水性。可使蔗糖變成黑色的炭(有機物)。 稀硫酸與活性大的金屬作用，可以產生氫氣。

硫酸 用途：實驗室中重要試劑。 農化用途，製造硫酸銨肥料。 利用硫酸的高沸點，可製得較易揮發的酸。如硝酸; 鹽酸等 。 硫酸廣用於油漆、塑膠及肥料的製造、蓄電池的電解質。

硝酸：國防工業之母 硝酸是無色液體，密度D=1.41g/ml， 濃硝酸受熱或日光，會分解而產生二氧化氮，略呈黃色，故一般硝酸存放在棕色瓶內。 金屬與濃硝酸反應時，產生二氧化氮(紅棕色)氣體。 金屬與稀硝酸反應時，產生一氧化氮(無色) 濃硝酸與濃鹽酸以１：３莫耳數比例混合，叫作“王水“，可用來溶解金、鉑。 蛋白質遇硝酸呈黃色。

硝酸 用途： 製作ＴＮＴ黃色炸藥(三硝基甲苯)。 製肥料、防腐劑等。

鹽酸：清潔工 特性： 純鹽酸是氯化氫氣體的水溶液，有特殊臭味。呈無色，若含少量Fe+3則略呈淡黃色。 活性大的金屬與鹽酸反應，產生氫氣。 極易溶於水，１公升的水約能溶解５００公升的氯化氫氣體。

鹽酸 用途： 清洗衛浴設備。 清洗金屬外表。 製作聚氯乙烯（ＰＶＣ）塑膠。

乙酸：（美容醋） 特性： 俗名醋酸，呈無色，有刺激臭味。 純醋酸不具酸性，其水溶液才呈現弱酸性。 在16.7℃以下凝固，俗名冰醋酸。 普通食醋中，約含３％～５％的乙酸。

13—3酸鹼的濃度 重量百分濃度：100公克的溶液(包含溶質和溶劑) 中，所含溶質的公克數。 溶質的重量 重量百分濃度：100公克的溶液(包含溶質和溶劑) 　　　　　　　中，所含溶質的公克數。 　　　　　　　　　　溶質的重量　 重量百分濃度(P%)＝－－－－－－－X100%　 　　　　　　　　　　溶液的重量　 溶質的重量+溶劑的重量＝溶液的重量 (溶液=溶質+溶劑)

例題： 將10g白糖溶於90 mL的水中，試求白糖水溶液的重量百分濃度。 解： 溶質（糖）的質量＝10g 溶劑（水）的質量＝90 cm3×1g／cm3＝90 g 溶液的重量百分濃度＝ 10/(10+90)×100 ％ 　　　 ＝10 ％

容積(體積)莫耳濃度： 定義：以1公升溶液中所含的溶質莫耳數來表 示的濃度。通常以『M』來表示。 溶質的莫耳數 　　　　　　　　溶質的莫耳數　 莫耳濃度＝　－－－－－－－－－ 　　　　　　　　溶液的體積(公升) 溶質的重量／溶質的分子量＝溶質的莫耳數　 溶液的體積(公升) ：可由D=M/V求得

例題： 在0.5 L的硫酸溶液中，含有純硫酸9.8 g，此溶液之莫耳濃度為何？ 解： H2SO4=98 莫耳數 n＝ 9.8/98 = 0.1(莫耳) M＝n/V=0.1/0.5＝0.2(M)

水溶液的酸鹼性 純水的解離： 純水是極弱的電解質，僅有很少量解離成H＋及OH－，因此幾乎不導電。 根據實驗在25℃的室溫下，任何體積的純水中〔H＋〕=〔OH－〕=10－7 M。 根據實驗在25℃的室溫下，任何水溶液中，〔H＋〕×〔OH－〕=10－14 M2。

水溶液的酸鹼性 在純水中加入食鹽或糖時，氫離子和氫氧根離子的濃度並不改變，即水溶液中氫離子和氫氧離子的濃度相等 〔H＋〕＝〔OH－〕，溶液呈中性。 在純水中加入酸，例：鹽酸、食醋等；則氫離子濃度增加，氫氧根離子濃度減少，即 〔H＋〕＞〔OH－〕，水溶液呈現酸性。 在純水中加入鹼，例：氫氧化鈉、氨等；則氫氧根離子濃度增加，氫離子濃度減少，即 〔H＋〕＜〔OH－〕，水溶液呈現鹼性。

pH值與酸鹼指示劑 化學上以pH值表示水溶液的酸鹼性。 在酸性溶液中： pH＜7。 在中性溶液中： pH＝7。 在鹼性溶液中： pH＞7。

酸、鹼指示劑 實驗室中常用指示劑的顏色變換來判定物質的酸鹼性。 實驗室中常用的酸、鹼指示劑

家庭中可以利用的酸、鹼指示劑 紫甘藍： 紅鳳菜： pH儀： 1、 紫甘藍： 2、 紅鳳菜： 家庭中可以利用的酸、鹼指示劑： (3)                                       2、 紅鳳菜：                                           家庭中可以利用的酸、鹼指示劑： (3) 實驗室可以使用一種更為方便及準確的儀器來測量水溶液的pH值 家庭中可以利用的酸、鹼指示劑 紫甘藍： 紅鳳菜： pH儀：

日常生活中常見溶液的pH值：

13—4 酸鹼中和 酸鹼中和：當酸與鹼相遇時發生的化學反應。 酸和鹼的水溶液加在一起，反應後產生鹽類和水的變化，並同時放出熱量，稱為酸鹼中和。 通式：酸＋鹼→鹽＋水＋熱量 HCl＋NaOH→NaCl＋H2O 2CH3COOH＋Ca(OH)2→Ca(CH3COO)2＋2H2O

酸鹼中和的原理 酸中的H+與鹼中的OH–作用，生成水分子。 酸鹼中和的離子反應式：H+＋OH–→H2O 鹽酸溶液與氫氧化鈉溶液中和反應後，生成氯化鈉溶液，其反應式如下： H+(酸)＋Cl–＋Na+＋OH–(鹼) →H2O＋Na+＋Cl– H2O＋Na+＋Cl– →H2O + NaCl (結晶法)

達酸鹼中和的條件 酸鹼中和時，酸中的氫離子和鹼中的氫氧離子與等莫耳數互相作用，結合成水 。 H+ ＋ OH– → H2O 一個氫離子 一個氫氧離子 一個水分子 一莫耳氫離子 一莫耳氫氧離子 一莫耳水分子 酸中氫離子的莫耳數＝鹼中氫氧離子的莫耳數

中和時相伴發生的現象 (1)放出熱量，溫度上升。 (2)中和後所生的鹽往往又發生水解，所 以水溶液不一定呈中性。 (2)中和後所生的鹽往往又發生水解，所 以水溶液不一定呈中性。 (3)中和後所得溶液，因有鹽類的正、負 離子存在，故仍能導電。

中和反應的實例 降雨時，二氧化碳，使與雨水帶有酸性（pH值約為5.7）而不適於耕種。 放火燒稻草產生碳酸鉀（K2CO3），可中和酸雨所造成的酸化現象及添加鉀肥。 工廠、汽機車排放的廢氣中含二氧化硫、氮氧化合物和二氧化碳溶在雨中，會形成pH值約2.1～5.0更嚴重的酸雨。 例如：SO2＋H2O→H2SO3

中和反應的實例 酸雨侵蝕大理石建築物，改變土壤與湖泊的酸鹼性，對生態影響極大。 胃液中含有鹽酸。胃藥中含有俗名為小蘇打，學名為碳酸氫鈉（NaHCO3）等鹼性物質，可與胃酸發生中和反應。 口腔中酸鹼性的變化

口腔中酸鹼性的變化 口腔經常保持酸性，容易發生蛀牙，所以牙膏應該帶有弱鹼性較好

鹽與鹽的性質 鹽類：由一種金屬離子或氨根離子（NH4+）與另一種非金屬離子或酸根離子所結合而成的離子化合物，概稱為鹽類。 例：NaCl、NH4Cl、K2SO4、(NH4)2SO4等

常見鹽類的性質與用途 氯化鈉即是俗稱的食鹽，除作為調味品及保存食物之外，也是工業上重要的原料。 硫酸鈣（CaSO4）白色固體，不易溶於水，是石膏的主要成份。 碳酸鈣（CaCO3）為白色固體，不易溶於水，自然界常見的灰石、大理石、貝殼等，其主要成份皆為碳酸鈣。

碳酸鈉的性質及用途Na2CO3 白色粉末，俗稱蘇打，又名純鹼，簡稱鹼。 無水碳酸鈣不呈鹼性反應，但溶於水後，與水反應生成OH–，而呈鹼性。 碳酸鈉易溶於水，呈弱鹼性，家庭中常用作洗滌油汙較多的衣料，又叫做洗滌鹼。 可與稀酸（稀硫酸或鹽酸）作用放出二氧化碳。

碳酸氫鈉的性質與用途NaHCO3 碳酸氫鈉為白色固體，俗稱小蘇打。 能溶於水，水溶液呈弱鹼性，比碳酸鈉弱。是胃藥中的一種成分，可中和胃酸。 碳酸氫鈉可用來焙製麵包，因此又叫焙用鹼。和酸性物質（如酒石酸）加熱產生二氧化碳。 碳酸氫鈉與稀酸作用，產生二氧化碳比碳酸鈉更盛，且其價格較碳酸鈉便宜，可以製成酸鹼滅火器。

滅火器 酸鹼滅火器：使用時把滅火器倒置，濃硫酸瓶蓋自動脫落，碳酸氫鈉水溶液與硫酸反應，產生二氧化碳氣體，且將水溶液壓出滅火。 乾粉滅火器：是利用碳酸氫鈉受熱放出二氧化碳來滅火的，使用時，碳酸氫鈉粉末由高壓氮氣氣壓出，受熱分解成二氧化碳和碳酸，二氧化碳可以蓋住火源，隔絕空氣進入而滅火。

碳酸鈉 vs 碳酸氫鈉 名稱＼性質 俗名 顏色 對水的溶解度 水溶液的酸鹼性 加酸 加熱 碳酸鈉 Na2CO3 洗滌鹼 蘇打 白色 固體 較大 弱鹼性 （稍強） 產生 CO2 不分解 碳酸氫鈉 NaHCO3 小蘇打 焙用鹼 較小 弱鹼性 （稍弱）

13-5 電流的化學效應 水的電解：純水極難電解，通常水中加入 氫氧化鈉或硫酸幫助導電。 電極時通入直流電，在水中 OH–離子移向 正極，在正極可收集到 氧氣，而 H+移向 負極，在負極可收集到 氫氣。 負極產生的氫與正極產生的氧，其體積比為2：1，質量比為1：8。

電解水 負極：氫氣 正極：氧氣