4-1 酸鹼濃度的表示 4-2 pH值得表示與酸鹼指示劑 4-3 酸鹼中和 4-4 可逆反應與化學平衡 4-5 鹽類 第4章 濃度的表示與酸鹼中和 4-1 酸鹼濃度的表示 4-2 pH值得表示與酸鹼指示劑 4-3 酸鹼中和 4-4 可逆反應與化學平衡 4-5 鹽類

4-1 酸鹼濃度的表示 重量百分濃度指100公克的溶液所含溶質 的公克數，以百分比表示。 不同濃度造成果汁價格的差異

體積百分濃度指在100Ml（毫升）溶液所含溶質的Ml數，以百分比表示。 啤酒的酒精濃度

容積莫耳濃度指1公升溶液所含溶質莫耳數，簡稱莫耳濃度，簡稱M 。 配製1公升不同莫耳濃度的溶液，所需溶質的劑量表

在純水中，氫離子(H)與氫氧根離子(OH)濃度相等，呈現中性。若使氫氧根離子濃度大於氫離子濃度，則水溶液呈鹼性。反之，呈鹼性。 + 在純水中，氫離子(H)與氫氧根離子(OH)濃度相等，呈現中性。若使氫氧根離子濃度大於氫離子濃度，則水溶液呈鹼性。反之，呈鹼性。 － 電解質在水中會解離成離子，且水本身也會有極少量的解離，而生成極少量的的H＋及OH－ 。 上式中表示少量的H2O解離成H及OH；在純水中，氫離子（H＋）與氫氧根離子（OH－）的濃度極小，數量相等，所以呈現中性。

如果在純水中加入氨水、氫氧化鈉等鹼性物質，會使氫氧根離子濃度增大而使氫離子濃度減小，此時的水溶液呈鹼性，如下式表示 相反的，如果在純水中加入食用醋、鹽酸等酸性物質，則氫離子濃度增加，同時氫氧根離子濃度減小，則水溶液呈酸性，如下式表示 常見的酸有鹽酸（HCl）、硫酸（H2SO4）、硝酸（HNO3）等強酸，以及醋酸、檸檬酸等

弱酸。所謂強酸就是在水中會完全解離的酸，如下式表示

4-2 水溶液的酸鹼性已pH值表示，中性水溶液的pH 值是7，酸性水溶液的pH值小於7，而鹼性水溶液的pH值大於7。 pH值愈小，表示氫離子莫耳濃度愈大，酸性愈強；pH值愈大，表示氫離子莫耳濃度愈小，酸性愈弱。在25℃時，中性水溶液的pH值是7，酸性水溶液的pH值小於7，而鹼性水溶液的pH值大於7，如下表 在25℃時氫離子濃度與Ph值的關係

許多天然物中的有機色素，在不同的pH值下，會呈現不同顏色。 使用石蕊試紙是分辨溶液酸鹼性最簡單的方法，如果要知道約略的pH值，廣用試紙是一種不錯的選擇，它是數種指示劑的混合物，不同pH值有不同的顏色，如圖是廣用試紙包裝盒上的色碼表，表中每一種顏色都有其相對應的pH值。 廣用試紙包裝盒上的色碼表

常見物質的pH值 我們時常利用許多天然物中所含的有機色素，在不同的pH值下會呈現不同顏色的特性，來製造酸鹼指示劑，例如石蕊試紙在酸性溶液中呈紅色，在鹼性溶液中呈藍色，下頁圖表是常用的酸鹼指示劑及其變色範圍。

常用的酸鹼指示劑及其變色範圍 除了石蕊試紙、酚酞、酚紅、廣用等酸鹼指示劑外，在實驗室裡，我們可以使用一種更為準確的儀器來測量水溶液的pH值。叫作pH計。 pH計

4-3 酸與鹼相遇就會發生中和反應，產生鹽和水， 並放出熱。當中和反應完成時，酸性溶液中氫離子的莫耳數等於鹼性溶液中氫氧根離子的莫耳數。 所有酸鹼中和反應發生時，都有類似的離子反應，就是酸中氫離子的莫耳數等於鹼中氫氧根離子的莫耳數，由氫離子和氫氧根離子反應產生水，如下式表示 ： 中和反應就是酸與鹼相互的作用，產生鹽類及水並放出熱量的化學反應，可以用下列反應式表示：

以滴定管中稀鹽酸溶液滴入氫氧化鈉溶液後，於氫氧化鈉溶液中加入酚酞指示劑呈紅色，當溶液變無色時，即可停止滴入氫氧化鈉溶液。必須特別注意的是，指示劑本身皆具有弱酸性或弱鹼性，所以不可加入太多(2~3滴即可)，以避免影響溶液的酸鹼性，而造成誤差。其酸鹼中和的反應式如下：

4-4 化學反應中，當反應物發生反應便成生成物 （正反應），生成物又能再反應變成原來的反應物（逆反應），這種化學反應稱之為可逆反應。 碘液在酸性溶液中以I2存在，呈現棕色；在鹼性溶液中以I－及IO－存在，呈現黑色。 此為可逆反應，所以可以不斷的加酸或加鹼，來控制改變平衡系統的酸鹼性，並觀察到酸鹼溶液顏色的變化。 在碘液中加入不同性質的溶液

化學反應的快慢稱為反應速率；以單位時間內，反應物的消耗量或生成物的增加量，來表示反應速率 影響反應速率的因素 1 物質的本質 2 溫度的高低 3 顆粒的大小 4 濃度的大小 5 催化劑影響

化學反應中當正反應速率與逆反應速率相等時，即達化學平衡的狀態。 若有外來的因素加於一平衡系統中，則此平衡將朝向減弱此因素效應的一方移動，使反應再度達到平衡。例如：在鉻酸鉀溶液中加入酸， 則氫離子的濃度增加，故反應向減少氫離子濃度的方向移動，所以反應向右進行，使溶液變成橘紅色；若在橘紅色溶液中加入鹼，因為鹼中的氫氧根離子會與 在鉻酸鉀溶液中加入不同性質的溶液

溶液中的氫離子產生反應，使氫離子濃度減少， 故反應向增加氫離子濃度的方向移動，所以反應 向左進行，故溶液由橘紅色變成黃色。

4-5 鹽類 鹽類是酸鹼中和反應後的產物，除此之外，金屬和酸作用也會產生鹽。 一般較常見的鹽有：氯化鈉、硫酸鈣、碳酸鈣、碳酸鈉、碳酸氫鈉等，以下將分別敘述一般常見鹽類的性質及用途。 氯化鈉 氯化鈉（NaCl）即是我們所稱的食鹽，是動物體內生理上所必須的鹽類，日常生活多用於調味和醃漬食物。 食鹽可由海水蒸發得來，也有來自天然的氯化鈉鹽礦。 氯化鈉在工業上，也用於製造氯氣及金屬納。 食鹽

硫酸鈣 硫酸鈣（CaSO4）為白色固體，不易溶於水。在日常生活中常見的石膏， 為一種含有結晶水的硫酸鈣，遇水即硬化，可用來做石膏像、模型及外科治療骨折時的石膏模。 碳酸鈣 碳酸鈣（CaCO3）為白色固體，不易溶於水，外觀和硫酸鈣極為相似，也都不易溶於水，因此可用酸性溶液檢驗之，碳酸鈣和酸性溶液產生二氧化碳氣體，硫酸鈣則無氣體產生。 石膏像 鐘乳石

碳酸鈣 碳酸鈣（Na2CO3）是一種白色固體，俗稱蘇打，溶於水後水溶液呈鹼性。 碳酸氫鈉 碳酸氫鈉（NaHCO3）也是白色固體，俗稱小蘇打， 溶於水後水溶液呈弱鹼性。因此在醫藥上可用作制 酸劑，胃酸過多時，服用含有碳酸氫鈉的藥劑中和 胃酸，可減輕不適症狀。市售培製麵包用的培粉也 含碳酸氫鈉及一種弱酸，因為碳酸氫鈉遇酸會產生 二氧化碳氣體而使麵包膨脹並鬆開，使麵包酥鬆可口。

利用相同的反應可以製成酸鹼滅火器，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，且將水溶液噴出滅火。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壓出，受熱分解成二氧化碳、碳酸鈉和水，可以蓋住火源，隔絕空氣進入而滅火。 酸鹼滅火器 乾粉滅火器

硫酸銅 無水的硫酸銅（CuSO4）是一種白色固體，能溶 於水，溶於水後生成藍色的溶液。從這種溶液析 出的晶體是藍色的，俗稱膽礬或藍礬，含有水 分，稱為結晶水，化學式是CuSO4˙5H20。

鹽類的水溶液可能為中性、酸性或鹼性。 鹽類的水溶液可能為酸性、中性或鹼性，所以 酸鹼中和時水溶液也可能為酸性、中性或鹼 性。鹽類對水的溶解度不盡相同，有的易溶於 水，如氯化鈉、碳酸鈉、碳酸氫鈉、硫酸銅 等；有的則難溶 於水，如碳酸 鈣、硫酸鈣、硫 酸鋇、碳酸鋇等。 鹽類的水溶液可能為酸性、中性或鹼性。