問題與討論 將滴定管中的氫氧化鈉加入含酚酞指示劑 的鹽酸,錐形瓶內的溶液顏色如何變化? 這樣的變化代表什麼? 【解】 的鹽酸,錐形瓶內的溶液顏色如何變化? 這樣的變化代表什麼? 【解】 當加入氫氧化鈉的體積到某一特定值 時,顏色由無變紅色。 此時代表酸與鹼達到中和(即滴定終 點)。
問題與討論 鹽酸與氫氧化鈉水溶液混合反應時,溶液 溫度有何變化?所以酸鹼中和為吸熱反應 或放熱反應? 【解】 溫度升高。 溫度升高。 放熱反應。
問題與討論 鹽酸與氫氧化鈉水溶液混合反應後,將溶 液蒸乾所生成的產物是什麼? 【解】 氯化鈉。 液蒸乾所生成的產物是什麼? 【解】 氯化鈉。 NaOH + HCl → NaCl + H2O。
第二章 酸、鹼、鹽 2-1 認識電解質 2-2 溶液與離子 2-3 常見的酸與鹼 2-4 酸鹼的濃度 2-5 酸與鹼的反應
酸鹼滴定 滴定:用已知濃度的酸液(或鹼液)去測定 未知濃度的鹼液(或酸液)的過程。 1. 滴定是利用酸鹼中和的原理。 滴定:用已知濃度的酸液(或鹼液)去測定 未知濃度的鹼液(或酸液)的過程。 1. 滴定是利用酸鹼中和的原理。 2. 利用指示劑的變色來判別滴定之終點。 3. 利用溫度計測量反應後溫度,反應後溫 度上升,為放熱反應。
酸鹼滴定 4. 滴定管(如圖乙)中要裝已知濃度之酸 或鹼。 5. 錐形瓶(如圖甲)中為 已知體積但未知濃度之 鹼或酸,並滴數適當之 4. 滴定管(如圖乙)中要裝已知濃度之酸 或鹼。 5. 錐形瓶(如圖甲)中為 已知體積但未知濃度之 鹼或酸,並滴數適當之 酸鹼指示劑。 甲 乙
酸鹼滴定 6. 酸中的負離子(即酸根離子)與鹼中的 正離子(即金屬離子或銨根離子)並未 實際參與反應,只是共存於溶液中,若 6. 酸中的負離子(即酸根離子)與鹼中的 正離子(即金屬離子或銨根離子)並未 實際參與反應,只是共存於溶液中,若 將中和混合液移至蒸發皿加熱,水蒸發 後可得鹽類,此鹽類有水解作用,故達 滴定終點時水溶液之pH值不一定等於 7 (中性)。
酸鹼滴定 7. 產生的鹽類,若為可溶性鹽類,其水溶 液可以導電;若為難溶性鹽類,其水溶 液則不導電。 7. 產生的鹽類,若為可溶性鹽類,其水溶 液可以導電;若為難溶性鹽類,其水溶 液則不導電。 【例】硫酸中加入氫氧化鋇水溶液,產生 白色硫酸鋇沉澱。
酸鹼滴定
酸鹼滴定 8. 慣用右手者,滴定時左手持調節鈕,右 手搖晃錐形瓶;反之,慣用左手者,滴 定時右手持調 節鈕,左手搖 晃錐形瓶。 左手
酸鹼滴定圖說
酸鹼滴定實例 0.1M NaOH 滴定 0.1M、10mL HCl 未滴定前:乙內裝有NaOH 15 mL,甲只有HCl及酚酞。 此時呈無色(酸性,pH=1)。 開始滴入NaOH 4mL,抵銷部 份的酸,但酸仍剩下。 呈無色(酸性,pH 增大)。
酸鹼滴定 0.1M NaOH 滴定 0.1M、10mL HCl 繼續滴入NaOH 達10ml,抵銷 全部的酸,沒有酸剩下。 (此時達滴定終點) 呈無色(中性,pH 近於 7) 繼續滴入NaOH 達12ml,此時 NaOH的量過多,為鹼性。 呈紅色(鹼性,pH 變大)
酸鹼滴定 0.1M NaOH 滴定 0.1M、10mL HCl NaOH溶液(mL) 10 7 滴定終點 pH值
酸鹼滴定 ※ 0.1M NaOH 滴定 0.1M HCl 錐形瓶內變化: H+和OH- 莫耳數減少。 【 H+ +OH- H2O 】 Na+莫耳數增加。 Cl- 莫耳數不變,濃度減少【因水增加】。 PH值由小到大。 放熱反應,溫度上升。
酸鹼滴定 顏色由無變紅色。 反應式: 未參與反應 ※ 0.1M NaOH 滴定 0.1M HCl 錐形瓶內變化: 顏色由無變紅色。 反應式: HCl + NaOH Na+ + Cl- + H2O 未參與反應
酸鹼滴定 圖示: ※ 0.1M NaOH 滴定 0.1M HCl 錐形瓶內變化: 粒子數 NaOH溶液(mL) Na+ Cl - 圖示: 酸性 鹼性 中性 NaOH溶液(mL) 粒子數 Cl - Na+ H+ OH- 中性
例題2-11(P.52) 取1 M的氫氧化鈉水溶液10毫升,加入數 滴酚酞指示劑,再慢慢加入1 M的鹽酸溶液20 毫升,一邊以玻璃棒攪拌。有關此反應結果的 敘述,下列何者正確? (A)氫氧化鈉水溶液變為中性。 (B)氫氧化鈉水溶液的pH值增加 。 (C)氫氧化鈉水溶液的溫度下降 。 (D)氫氧化鈉水溶液由紅色變為無色。
例題2-11(P.52) (A)氫氧化鈉水溶液變為中性。 【酸性】 (B)氫氧化鈉水溶液的pH值增加 。 【減少】 【酸性】 (B)氫氧化鈉水溶液的pH值增加 。 【減少】 (C)氫氧化鈉水溶液的溫度下降 。 【上升】 (D)氫氧化鈉水溶液由紅色變為無色。
探索活動(P.53) 酸鹼中和產生水 在乾燥的試管中加入2毫升的冰醋酸(不 含水的純醋酸)及0.2公克的白色硫酸銅 含水的純醋酸)及0.2公克的白色硫酸銅 粉末,觀察是否發生變化? 【解】 沒有變化。
探索活動(P.53) 酸鹼中和產生水 2. 再取少許乾燥氫氧化鈉加入步驟 1 的試 管中,觀察是否發生變化(如圖)?
探索活動(P.53) 酸鹼中和產生水 2. 再取少許乾燥氫氧化鈉加入步驟 1 的試 管中,觀察是否發生變化(如圖)? 【解】 是,白色硫酸銅變成藍色。 CH3COOH + NaOH CH3COONa + H2O 醋酸 氫氧化鈉 醋酸鈉 水
酸鹼中和(中和反應) 定義: 酸性與鹼性溶液混合時,所發生的化學 變化稱為酸鹼中和,又稱中和反應。 2. 反應通式: 定義: 酸性與鹼性溶液混合時,所發生的化學 變化稱為酸鹼中和,又稱中和反應。 2. 反應通式: 酸 + 鹼 『鹽』 + 水 + 熱 HA + BOH BA + H2O
酸鹼中和(中和反應) 【實例】鹽酸中加入氫氧化鈉水溶液 酸 + 鹼 鹽 + 水 + 熱 酸 鹼 鹽、水 【實例】鹽酸中加入氫氧化鈉水溶液 酸 + 鹼 鹽 + 水 + 熱 HCl + NaOH NaCl + H2O 酸 鹼 鹽、水
酸鹼中和(中和反應) 【實例】硫酸中加入氫氧化鋇水溶液 酸 + 鹼 鹽 + 水 【實例】硫酸中加入氫氧化鋇水溶液 酸 + 鹼 鹽 + 水 H2SO4 + Ba(OH) 2 BaSO4 + 2H2O
酸鹼中和(中和反應) 1. 碳酸+氫氧化鈉 碳酸鈉+水 1. 碳酸+氫氧化鈉 H2CO3+2NaOH Na2CO3+2H2O 2. 硫酸+氫氧化鈣 硫酸鈣+水 H2SO4+Ca(OH)2 CaSO4+2H2O 3. 硝酸+氫氧化鉀 硝酸鉀+水 HNO3+KOH KNO3+H2O 1. 碳酸+氫氧化鈉 2. 硫酸+氫氧化鈣 3. 硝酸+氫氧化鉀
酸鹼中和(中和反應) 3. 酸鹼中和後溶液是可能是酸性、中性、鹼 性。 4. 離子方程式通式: 氫離子 + 氫氧根離子 水 性。 4. 離子方程式通式: 氫離子 + 氫氧根離子 水 H+ + OH- H2O
酸鹼中和(中和反應) 鹽酸中加入氫氧化鈉水溶液
酸鹼中和(中和反應) 5. 中和原理: 當酸鹼中和達到終點時,酸液中的氫離 子莫耳數等於鹼液中的氫氧根離子莫耳數。 當酸鹼中和達到終點時,酸液中的氫離 子莫耳數等於鹼液中的氫氧根離子莫耳數。 氫離子莫耳數 = 氫氧根離子莫耳數 nH+ = nOH- MH+ × VH+ = MOH- × VOH-
酸鹼中和(中和反應) 5. 中和原理: 化學方程式中 係數比=反應之莫耳數 酸鹼中和反應式: H+ + OH- H2O 酸的莫耳數不一定等於鹼的莫耳數。
動腦時間(P.55) 下圖各溶液中的粒子分別是鹽酸與氫氧 化鈉解離的離子示意圖。請問甲燒杯的鹽酸 下圖各溶液中的粒子分別是鹽酸與氫氧 化鈉解離的離子示意圖。請問甲燒杯的鹽酸 與下列哪一杯氫氧化鈉水溶液可以完全中和?
動腦時間(P.55) 【解】 丙杯。
例題2-12(P.53) 某燒杯裝有2 M的鹽酸1公升,需要加入 多少公克的氫氧化鈉,可使燒杯中的溶液最 接近中性(pH=7)?(NaOH=40) (A) 20 公克。 (B) 40 公克。 (C) 80 公克。 (D) 120 公克。
例題2-12(P.53) 某燒杯裝有2 M的鹽酸1公升,需要加入 多少公克的氫氧化鈉,可使燒杯中的溶液最 接近中性(pH=7)?(NaOH=40) nHCl=2 M ×1公升=2mole =nH+ 中和時,H+ 莫耳數 = OH-莫耳數 故 OH-莫耳數= 2mole= nNaOH 質量=莫耳數 × 分子量 = 2 × 40 = 80 公克
例題2-12(P.53) 某燒杯裝有2 M的鹽酸1公升,需要加入 多少公克的氫氧化鈉,可使燒杯中的溶液最 接近中性(pH=7)?(NaOH=40) (A) 20 公克。 (B) 40 公克。 (C) 80 公克。 (D) 120 公克。
酸鹼中和(中和反應) 6. 實例: 的碳酸鉀【K2CO3 】可中 和酸性土壤) 胃酸過多。(使用弱鹼性 的碳酸氫鈉【NaHCO3】 燒稻草。(燒灰中之鹼性 的碳酸鉀【K2CO3 】可中 和酸性土壤) 胃酸過多。(使用弱鹼性 的碳酸氫鈉【NaHCO3】 中和過多之胃酸)
酸鹼中和(中和反應) 6. 實例: 【HCOOH】,被蚊蟲叮咬後立即塗 上弱鹼性的氨水中和甲酸,減輕疼痛) 減緩疼痛。(許多昆蟲體內含有甲酸 【HCOOH】,被蚊蟲叮咬後立即塗 上弱鹼性的氨水中和甲酸,減輕疼痛)
鹽類 組成 金屬離子或銨根離子與酸根或非金屬離 子形成的化合物。 鹼中之正離子 酸中之負離子 產生的鹽及化學式 氫氧化鈉 ( Na+ ) 金屬離子或銨根離子與酸根或非金屬離 子形成的化合物。 鹼中之正離子 酸中之負離子 產生的鹽及化學式 氫氧化鈉 ( Na+ ) 鹽酸 ( Cl- ) 氯化鈉 ( NaCl ) 氫氧化鈣 ( Ca+2 ) 硫酸 ( SO4-2 ) 硫酸鈣 ( CaSO4 ) 氫氧化銨 ( NH4+ ) 硝酸 ( NO3- ) 硝酸銨 ( NH4NO3 )
鹽類 2. 製備: 酸鹼中和反應。 NaOH+HCl NaCl+H2O 金屬與酸反應。 Mg+2HCl MgCl2+H2 酸鹼中和反應。 NaOH+HCl NaCl+H2O 2CH3COOH+Mg(OH)2 Mg (CH3COO)2+2H2O 金屬與酸反應。 Mg+2HCl MgCl2+H2 Zn +2HCl ZnCl2 +H2
鹽類 2. 製備: 金屬氧化物與酸反應。 CaCO3+2HCl CaCl2+CO2+H2O 金屬氧化物與酸反應。 CuO+ H2SO4 CuSO4+H2O CaO+ HCl CaCl2+H2O 碳酸鹽與酸反應。 CaCO3+2HCl CaCl2+CO2+H2O 2NaHCO3+H2SO4 Na2SO4+2H2O+2CO2
鹽類 3. 分類:依對水的溶解度不同 難溶性鹽類:碳酸根(或硫酸根)離子 與ⅡA族元素結合後產生的鹽類 。 難溶性鹽類:碳酸根(或硫酸根)離子 與ⅡA族元素結合後產生的鹽類 。 可溶性鹽類:氯化物(NaCl、 MgCl2) 、硝酸鹽類。
鹽類 4. 可溶性鹽類的酸鹼性: 酸式鹽類:強酸與弱鹼中和。 例如: HCl + NH4OH NH4Cl + H2O 酸式鹽類:強酸與弱鹼中和。 例如: HCl + NH4OH NH4Cl + H2O NH4Cl NH4+ + Cl- NH4+ + H2O NH4OH + H+
鹽類 4. 可溶性鹽類的酸鹼性: 鹼式鹽類:強鹼與弱酸中和。 例如: NaOH + H2CO3 Na2CO3 + H2O 鹼式鹽類:強鹼與弱酸中和。 例如: NaOH + H2CO3 Na2CO3 + H2O Na2CO3 2 Na+ + CO3-2 CO3-2 + H2O HCO3 - + OH-
鹽類 4. 可溶性鹽類的酸鹼性: 中式鹽類:強鹼與強酸中和。 例如: NaOH + HCl NaCl + H2O 中式鹽類:強鹼與強酸中和。 例如: NaOH + HCl NaCl + H2O NaCl Na+ + Cl- ※ 難溶於水的鹽類之水溶液為中性。
鹽類 5. 特性: 鹽類熔點高,常溫下為固態,具有一 定的結晶形狀。 鹽類在水中的溶解度各不相同,有的易 鹽類熔點高,常溫下為固態,具有一 定的結晶形狀。 鹽類在水中的溶解度各不相同,有的易 溶於水,有的難溶於水。可溶性鹽類大 量被河水帶到海洋中,海水中的鹽類都 以離子形態存在。
常見的鹽類 – 氯化鈉(NaCl) 1. 特性 白色固體,俗稱食鹽。 易溶於水,水溶液呈中性。 白色固體,俗稱食鹽。 易溶於水,水溶液呈中性。 由海水蒸發(日晒法)而得粗鹽,或 乾燥地區的天然鹽類。
常見的鹽類 – 氯化鈉(NaCl) 調味料、保存食品(醃漬法) 。 可作清潔用品。 工業上可供製鹽酸、氫氧化鈉、 氯、 2. 用途 調味料、保存食品(醃漬法) 。 可作清潔用品。 工業上可供製鹽酸、氫氧化鈉、 氯、 鈉等原料。 【例】電解熔融的食鹽,得到鈉金屬及氯氣。 2 NaCl 2 Na + Cl2 電解食鹽水溶液,得到氫氧化鈉、氫氣及氯氣。 2 NaCl + 2 H2O 2 NaOH + H2 + Cl2
常見的鹽類 – 硫酸鈣(CaSO4) 1. 特性 白色固體,難溶於水,為非電解質。 天然硫酸鈣【CaSO4 ∙2 H2O 】含有 白色固體,難溶於水,為非電解質。 天然硫酸鈣【CaSO4 ∙2 H2O 】含有 結晶水,為石膏的主要成分。 燒石膏【(CaSO4)2 ∙H2O 】遇水 後硬化,可製成粉筆、石膏像、水泥 、外科骨折時之石膏模 。
常見的鹽類 – 碳酸鈣(CaCO3) 1. 特性 白色固體,俗稱灰石。 難溶於水,水溶液為中性。 大理石、鐘乳石、貝殼、 白色固體,俗稱灰石。 難溶於水,水溶液為中性。 大理石、鐘乳石、貝殼、 方解石、珍珠的主要成分 。 易與酸作用產生CO2 。 CaCO3 + 2 H+ Ca+2 + CO2 + H2O
常見的鹽類 – 碳酸鈣(CaCO3) 1. 特性 加熱易分解產生石灰【CaO】及CO2。 2. 用途 工業上利用大理石和石灰岩來製造 水泥 。 CaCO3 CaO + CO2 800℃
常見的鹽類 – 碳酸鈉(Na2CO3) 1. 特性 白色固體,俗稱蘇打。 能溶於水,水溶液為鹼性。 白色固體,俗稱蘇打。 能溶於水,水溶液為鹼性。 CO3-2 + H2O → HCO3- + OH- 常作用清潔劑,又稱為洗滌鹼 。 與酸作用產生CO2 。 Na2CO3 + 2 HCl 2NaCl + CO2 + H2O
常見的鹽類 – 碳酸鈉(Na2CO3) 1. 特性 遇熱不分解。 2. 用途 工業上常作肥皂、玻璃等原料 。 遇熱不分解。 2. 用途 工業上常作肥皂、玻璃等原料 。 食品上常作餅乾、汽水的製造。
探索活動(P.57) 小蘇打的加熱分解 1. 取約半刮勺小蘇打(碳酸氫鈉,NaHCO3)置 入試管內,以附有導管的橡皮塞塞住試管口後 ,用廣用夾夾住且使管口略為朝下,並調整至 適當高度。另取試管裝入5 毫升澄清石灰水, 將導管移入試管中 後,以酒精燈加熱 小蘇打,觀察澄清 石灰水是否發生變 化(如右圖)?
探索活動(P.57) 小蘇打的加熱分解 【解】 石灰水由清澄變混濁。 小蘇打分解產生二氧化碳。
探索活動(P.57) 小蘇打的加熱分解 2. 當不再冒泡時,先將導管移出試管後,熄 滅酒精燈。 【注意】 必須先將導管移出試管,以免石灰水回 流造成殘餘物汙染或試管破裂。
探索活動(P.57) 小蘇打的加熱分解 3. 等試管冷卻後取下橡皮塞,觀察試管口附 著液體,再以藍色氯化亞鈷試紙檢驗液體 ,觀察試紙顏色是否發生變化?
探索活動(P.57) 小蘇打的加熱分解 【解】 藍色氯化亞鈷變成粉紅色。 小蘇打分解產生水。
常見的鹽類 – 碳酸氫鈉(NaHCO3) 1. 特性 白色固體,俗稱小蘇打。 能溶於水,水溶液為弱鹼性。 白色固體,俗稱小蘇打。 能溶於水,水溶液為弱鹼性。 HCO3- + H2O → H2CO3 + OH- 可與酒石酸混合製成發粉,又稱焙用鹼。 與酸作用產生CO2 ,可作酸鹼滅火器。 2 NaHCO3 + H2SO4 Na2SO4 +2 CO2 + H2O
常見的鹽類 – 碳酸氫鈉(NaHCO3) 1. 特性 遇熱分解產生CO2 ,可作乾粉滅火器。 2. 用途 可作為中和胃酸的制酸劑 。 可製成麵包的膨鬆劑。 2 NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O
「碳酸鈉」與「碳酸氫鈉」的比較 Na2CO3 蘇打、 洗滌鹼 白 弱鹼 (較強) 較大 NaHCO3 小蘇打、 焙用鹼 (較弱) 較小 物質 化學式 俗稱 顏色 鹼性 溶解度 碳酸鈉 Na2CO3 蘇打、 洗滌鹼 白 弱鹼 (較強) 較大 碳酸氫鈉 NaHCO3 小蘇打、 焙用鹼 (較弱) 較小
「碳酸鈉」與「碳酸氫鈉」的比較 產生CO2 是 、H2O 、 Na2CO3 物質 加酸 加熱 是否為電解質 是否為鹽類 碳酸鈉
「碳酸鹽類」的比較 物質 化學式 酸鹼性 加水 碳酸鈉 Na2CO3 鹼性 可溶 碳酸氫鈉 NaHCO3 弱鹼性 碳酸鈣 CaCO3 中性 沉澱
「碳酸鹽類」的比較 物質 加酸 加熱 碳酸鈉 產生CO2 沒反應 碳酸 氫鈉 產生CO2、Na2CO3、H2O 碳酸鈣 產生CO2、CaO
滅火器 1. 原理:利用CO2不可燃、不助燃及比空氣 重性質。 2. 種類: 泡沫滅火器:利用硫酸鋁與碳酸氫鈉溶 泡沫滅火器:利用硫酸鋁與碳酸氫鈉溶 液混合產生CO2及泡沫,蓋助火源滅火 。
滅火器 2. 種類: 酸鹼滅火器:利用濃硫酸與碳酸氫鈉溶液 混合在內部產生化學反應,產生CO2 。 酸鹼滅火器:利用濃硫酸與碳酸氫鈉溶液 混合在內部產生化學反應,產生CO2 。 2NaHCO3+H2SO4 Na2SO4+2H2O+2CO2 使用時要倒置 以使反應物混合。 2. 內部有濃硫酸瓶蓋及碳酸氫 鈉水溶液。 3. 不可用於電線走火及油類起火。
滅火器 2. 種類: 乾粉滅火器:利用高壓氮氣將碳酸氫鈉 粉末噴向火源,使碳酸氫鈉在外部分解 產生碳酸鈉及CO2 。 乾粉滅火器:利用高壓氮氣將碳酸氫鈉 粉末噴向火源,使碳酸氫鈉在外部分解 產生碳酸鈉及CO2 。 2 NaHCO3 Na2CO3 + CO2 + H2O
滅火器 2. 種類: 乾粉滅火器: 這是指示內部氮氣壓力的壓力表 1. 使用時不需要倒置 。 2. 內部有碳酸氫鈉乾粉和氮氣鋼瓶 (氮氣是不可燃不助燃的)。 3. 可用於普通火災、電線走火及油類起火。
成飽和水溶液。有關此水溶液的敘述,下列何 例題2-13(P.58) 在25 ℃時將NaHCO3 固體加入水中,形 成飽和水溶液。有關此水溶液的敘述,下列何 者正確? (A) NaHCO3俗稱洗滌鹼。 (B) 此水溶液pH值小於7 。 (C) 此水溶液用紅色石蕊試紙檢驗不變色。 (D) 加稀鹽酸於此水溶液會放熱。
例題2-13(P.58) 【解】 NaHCO3俗稱洗滌鹼。 【Na2CO3 】 (B) 此水溶液pH值小於7 。 【大】 【藍色】 (D) 加稀鹽酸於此水溶液會放熱。