第7章　酸與鹼 7-1　酸和鹼的定義與命名 7-2　水溶液的酸鹼性 7-3　酸鹼中和及其滴定.

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1 第7章　酸與鹼 7-1　酸和鹼的定義與命名 7-2　水溶液的酸鹼性 7-3　酸鹼中和及其滴定

2 7-1　酸和鹼的定義與命名 圖 7-1　日常生活中常見的酸鹼物質 日常生活中，酸與鹼是常見的物質，而酸和鹼又是怎麼定義及命名呢？

3 7-1-1 電解質的基本性質 電解質(electrolyte) 非電解質(nonelectrolyte)
7-1-1　電解質的基本性質 電解質(electrolyte) 化合物在熔融態或溶於水中時，因解離產生陰陽離子而能導電者 非電解質(nonelectrolyte) 不能解離或微量解離產生陰陽離子而無法導電者

4 強電解質 弱電解質 非電解質 (a)氯化鈉溶液 (b)醋酸溶液 (c)酒精溶液 圖 7-3　不同物質的水溶液之導電情形

5 7-1-2 酸鹼的通性、種類與命名 酸鹼的通性 酸的水溶液具有下列共同的性質 具有酸味 能使藍色石蕊試紙變紅色 可導電
7-1-2　酸鹼的通性、種類與命名 酸鹼的通性 酸的水溶液具有下列共同的性質 具有酸味 能使藍色石蕊試紙變紅色 可導電 可與活潑金屬反應放出氫氣 圖 7-4　鋅片與鹽酸反應放出氫氣

6 酸鹼的通性 鹼的水溶液具有下列共同的性質 具有澀味 可使紅色石蕊試紙變藍色 能導電 觸摸有滑膩感

7 酸的種類與命名 依其組成成分 非含氧酸 含氧酸 依其可解離出的氫離子 一元酸 二元酸 三元酸

8 非含氧酸 氰化氫 HCN(g) 氫氰酸 HCN(aq) 硫化氫 H2S(g) 氫硫酸 H2S(aq) 碘化氫 HI(g) 氫碘酸
HI(aq) 溴化氫 HBr(g) 氫溴酸 HBr(aq) 氯化氫 HCl(g) 氫氯酸（或鹽酸） HCl(aq) 氟化氫 HF(g) 氫氟酸 HF(aq) 名　稱 物質分子式 酸

9 含氧酸 名 稱 酸 次磷酸 H3PO2(aq) 次氯酸 HClO(aq) 亞硝酸 HNO3(aq) 亞硫酸 H2SO3aq) 亞磷酸
亞氯酸 HClO2(aq) 硝酸 硫酸 H2SO4(aq) 磷酸 H3PO4(aq) 氯酸 HClO3(aq) 過氯酸 HClO4(aq) 名　稱 酸

10 酸的分類（依其可解離出的氫離子） 次磷酸有三個氫可解離，實際上僅可解離出一個氫。 亞磷酸有二個氫可解離，實際上僅可解離出二個氫。 三元酸
H3PO4(aq) 三元酸 亞磷酸 H3PO3(aq) 草酸 H2C2O4(aq) 硫酸 H2SO4(aq) 二元酸 次磷酸 H3PO2(aq) 硝酸 HNO3(aq) 鹽酸 HCl(aq) 一元酸 名　稱 酸 分　類 次磷酸有三個氫可解離，實際上僅可解離出一個氫。 亞磷酸有二個氫可解離，實際上僅可解離出二個氫。

11 鹼的種類及命名 依其組成成分 金屬的氫氧化物 氨 有機胺 依其所含OH?數目 一元鹼 二元鹼 三元鹼

12 鹼的分類（依其所含OH?數目） 氫氧化鋁 Al(OH)3 氫氧化鐵 Fe(OH)3 三元鹼 氫氧化亞鐵 Fe(OH)2 氫氧化鎂 Mg(OH)2 二元鹼 氫氧化鉀 KOH 氫氧化鈉 NaOH 一元鹼 名　稱 鹼 分　類 有兩種價數以上的金屬氫氧化物，其命名可使用羅馬數字表示，例如：Fe(OH)2（氫氧化鐵(II)） Fe(OH)3（氫氧化鐵(III)） Sn(OH)2（氫氧化錫(II)） Sn(OH)4（氫氧化錫(IV)）

13 7-1-3　酸鹼學說 阿瑞尼斯酸鹼學說 布忍斯特─洛瑞酸鹼學說 圖 7-5　阿瑞尼斯 圖 7-6　布忍斯特

14 阿瑞尼斯酸鹼學說 認為電解質水溶液能導電是由於解離產生陰陽離子的緣故 酸是溶於水中能產生氫離子(H+)的物質
鹼是溶於水中能產生氫氧根離子(OH?)的物質 酸 鹼

15 布忍斯特─洛瑞酸鹼學說 酸鹼反應是一種質子轉移的反應，經由質子轉移產生另一種鹼和酸 酸是質子予體(proton donor)
鹼是質子受體(proton acceptor) 共軛酸鹼對(conjugate acid-base pair)

16 質子 酸 鹼 共軛酸 共軛鹼 水在鹽酸溶液的解離反應中當做鹼，在氨水溶液的解離反應中當做酸，此種可當酸可當鹼的物質稱為兩性物質 質子 鹼 酸 共軛鹼 共軛酸

17 強鹼 弱酸 弱鹼 強酸 NH2- NH3 OH- H2O S2- HS- CO32- HCO3- CN- HCN NH4+ SO32-
CH3COO- CH3COOH NO2- HNO2 F- HF H2PO4- H3PO4 H2SO3 H3O+ HSO4- H2SO4 NO3- HNO3 Cl- HCl Br- HBr I- HI 弱鹼 ClO4- HClO4 強酸 鹼 酸

18 7-2 水溶液的酸鹼性 水溶液的酸鹼性可用水溶液中氫離子濃度（即[H+]）的大小來表示。 [H+] > [OH?]時，水溶液呈酸性
7-2　水溶液的酸鹼性 水溶液的酸鹼性可用水溶液中氫離子濃度（即[H+]）的大小來表示。 [H+] > [OH?]時，水溶液呈酸性 [H+] = [OH?]時，水溶液呈中性 [H+] < [OH?]時，水溶液呈鹼性

19 7-2-1　pH值 索任生使用pH值來表示水溶液中的氫離子濃度

20 [H+]與pH值的對應 15 1×10?15 7 1×10?7 14 1×10?14 6 1×10?6 13 1×10?13 5 1×10?5 12 1×10?12 4 1×10?4 11 1×10?11 3 1×10?3 10 1×10?10 2 1×10?2 9 1×10?9 1 1×10?1 8 1×10?8 1×100 pH [H+](M)

21 常見溶液的pH值 8.1 海水 4.8～6.4 乳酪 7.3～7.5 人的血液 4.0～5.0 啤酒 6.5～8.0 飲用水 3.5 番茄汁
6.5～7.5 人的唾液 3.0 醋 6.3～6.6 牛乳 2.8～3.8 葡萄酒 5.0～8.0 人的尿液 2.2～2.4 檸檬汁 pH 液　體

22 圖 7-7　測定pH值的各種試紙及電子儀器

23 7-2-2　水的解離 純水有極少部分的水分子會解離出氫離子(H+)和氫氧根離子(OH?)，其解離反應式為：

24 定溫時水中的[H+]與[OH?]的乘積為定值
Kd稱為水的解離常數(dissociation constant of water)

25 25°C時，1升水約為55.56莫耳），因此[H2O]=55.56 M，代入可得
Kw稱為水的離子積常數 純水為中性，其[H+]=[OH?]，25°C時水的Kw值約為1×10?14，據此可解得 故純水的pH值為7

26 各種水溶液如鹽酸、氫氧化鈉、氨水的酸鹼性，發現於25°C時，水溶液的[H+]與[OH. ]乘積仍為1×10
事實上，Kw值僅與溫度有關

27 7-3 酸鹼中和及其滴定 酸鹼中和反應在日常生活中的應用經常可見 服食胃藥（含鋁鹽Al(OH)3等）可中和過多的胃酸（含HCl）
7-3　酸鹼中和及其滴定 酸鹼中和反應在日常生活中的應用經常可見 服食胃藥（含鋁鹽Al(OH)3等）可中和過多的胃酸（含HCl） 假酒中毒時可注射碳酸氫鈉(NaHCO3)弱鹼，以中和血液中的甲酸(HCOOH)

28 7-3-1 強酸、強鹼和指示劑 在水溶液中近乎完全解離的酸，稱為強酸 在水溶液中近乎完全解離的鹼，稱為強鹼
7-3-1　強酸、強鹼和指示劑 在水溶液中近乎完全解離的酸，稱為強酸 常見的強酸有過氯酸(HClO4)、硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)和鹽酸(HCl)等 在水溶液中近乎完全解離的鹼，稱為強鹼 常見的強鹼有氫氧化鈉(NaOH)、氫氧化鉀(KOH)、氫氧化鈣（Ca(OH)2）等 在實驗室中簡單測定酸或鹼時，可使用酸鹼指示劑(acid-base indicator)，它可在一定的pH值範圍改變顏色

29 圖 7-8　一些酸鹼指示劑的pH值變色範圍

30 7-3-2　酸鹼中和與酸鹼滴定 當酸和鹼的溶液相互混合時，酸中的氫離子(H+)會和鹼中的氫氧根離子(OH?)反應生成水，此種反應稱為中和反應(neutralization)

31 酸與鹼的中和反應 H+(aq)+OH?(aq) H2O(l) 強酸HA與強鹼BOH
HA(aq)+BOH(aq)　　　H2O(l)+A?(aq)+B+(aq) 弱酸HA與弱鹼BOH H+(aq)+BOH(aq)　　　H2O(l)+B+(aq) 強酸HA與弱鹼BOH HA(aq)+OH?(aq)　　　H2O(l)+A?(aq) 弱酸HA與強鹼BOH 淨離子反應式 中和反應

32 酸鹼滴定法 使用已知濃度的酸或鹼溶液作為標準溶液，滴入待測的鹼或酸溶液中，反應達成後，利用標準溶液所消耗的體積來計量待測溶液的物質含量
圖 7-9　酸鹼滴定的裝置

33 酸鹼滴定時，若酸所消耗的氫離子莫耳數，恰等於鹼所消耗的氫氧根離子莫耳數時，則稱為達到當量點(equivalent point)
達到當量點的酸鹼中和溶液，由於弱酸或弱鹼所形成的鹽類，如醋酸鈉(CH3COONa)、氯化銨(NH4Cl)，會影響水的pH值，因此中和反應達當量點的溶液不一定是中性

34 中和滴定達當量點時的酸鹼性 鹼性 弱酸強鹼滴定 酸性 強酸弱鹼滴定 中性 強酸強鹼滴定 達當量點時溶液的酸鹼性 中和滴定

35 實驗進行時，選擇適當指示劑加入待測液中，當指示劑顏色發生變化時，即達到滴定終點
滴定終點和當量點不一定相同，但只要指示劑的變色範圍接近當量點，實驗完成進行定量計算時，通常將滴定終點視為當量點處理

36 酚酞與溴甲酚綠兩者所呈現的滴定終點均近於當量點，故都可使用
圖 7-10　氫氧化鈉的滴定曲線　(a)氫氧化鈉滴定鹽酸

37 甲基紅的變色範圍與當量點差異過大，並不適用
圖 7-10　氫氧化鈉的滴定曲線　(b)氫氧化鈉滴定醋酸

38 甲基紅的變色範圍近於當量點，因此適用 圖 7-11　鹽酸─氨水的滴定曲線