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前言 有些人在運動後會喝運動飲料,以補充體內的電解質。電解質是什麼?

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1 前言 有些人在運動後會喝運動飲料,以補充體內的電解質。電解質是什麼?
我們在生活中常可觀察到 一些金屬,例如:電線中 的銅(右圖)或電腦電路板 中的金線能夠導電;也發 現一些水溶液,例如:檸 檬水或食鹽水可以導電 是否所有的水溶液均可以導電呢?

2 3-1 電解質與非電解質的區分 目 的:從物質水溶液的導電性,判別出電解質和非電解質。 器 材:

3 3-1 電解質與非電解質的區分

4 3-1 電解質與非電解質的區分

5 3-1 電解質與非電解質的區分 實驗紀錄:

6 問題與討論: 3-1 電解質與非電解質的區分 1. 能導電物質的水溶液有哪些?酸鹼性如何? 解答:
問題與討論:    1. 能導電物質的水溶液有哪些?酸鹼性如何? 解答: 物質的水溶液能導電的有鹽酸、醋酸、氫氧化鈉、食鹽和小蘇打,其中鹽酸和醋酸的水溶液呈酸性;氫氧化鈉和小蘇打水溶液呈鹼性;食鹽水溶液則呈中性。

7 問題與討論: 3-1 電解質與非電解質的區分 2. 會導電的水溶液中,碳棒附近有何變化產生?這變化與燈泡的亮暗有什麼關係? 解答:
問題與討論:    2. 會導電的水溶液中,碳棒附近有何變化產生?這變化與燈泡的亮暗有什麼關係? 解答: 實驗的過程中可以觀察到,當會導電的水溶液導電時,兩極的碳棒上都會有氣泡產生,表示有新的物質產生,是一種化學變化。而燈泡的亮度愈亮,碳棒上的氣泡也就愈多,產生得愈快;若水溶液不會導電,燈泡完全不會發亮,碳棒附近不會有任何變化產生。

8 問題與討論: 3-1 電解質與非電解質的區分 3. 為什麼每次將碳棒插入不同的水溶液前,要用蒸餾水洗淨碳棒? 解答:
問題與討論:    3. 為什麼每次將碳棒插入不同的水溶液前,要用蒸餾水洗淨碳棒? 解答: 每次以碳棒測試水溶液是否導電之後,碳棒上都會沾有水溶液,若直接將碳棒插入下一杯水溶液中,則殘留在碳棒上的水溶液就會混到下一杯的水溶液中,因此,為了避免下一個實驗結果受到影響,在測試前,需先用蒸餾水將碳棒沖洗乾淨。

9 電解質與非電解質 在實驗3-1中,測試每一種溶液前,均要先用蒸餾水洗淨碳棒,以免碳棒表面沾有其他溶液而影響實驗結果
由實驗結果得知,鹽酸及醋酸能使藍色石蕊試紙呈現紅色,具酸性 氫氧化鈉及小蘇打溶液能使紅色石蕊試紙呈現藍色,具鹼性

10 電解質與非電解質 蒸餾水及食鹽、酒精及糖的水溶液,則不會改變石蕊試紙的顏色,呈現中性
蒸餾水不能導電,但鹽酸、醋酸、氫氧化鈉、食鹽及小蘇打的水溶液 則可以導電,而且這些 水溶液導電後,都會伴 隨著一些化學變化產生 (右圖)

11 電解質與非電解質 這些溶於水後會導電的化合物為電解質
相對的,酒精或糖等物質,溶於水後不能導電,通電後也不會產生任何化學變化,這些物質稱為非電解質

12 阿瑞尼斯-電離說 電解質為什麼會導電呢? 瑞典化學家阿瑞尼斯(Svante August Arrhenius,1859~1927)於西元1884 年提出的「電離說」,解答了這個問題。「電離說」的主要內容如下:

13 阿瑞尼斯-電離說 1.電解質溶於水後會分解產生帶電的粒子,此過程稱為解離
帶電的粒子稱為離子:其中帶正電的離子稱為正離子(或陽離子),如鈉離子( Na+)、鎂離子(Mg2+) 帶負電的離子稱為負離子(或陰離子),如氯離子( Cl- ) 由數個原子所組成的原子團也會帶電,形成正、負離子,稱為根離子,如:銨根離子( NH4+ )、氫氧根離子( OH- )、硫酸根離子( SO42- )等

14 阿瑞尼斯-電離說 2. 電解質的水溶液中,正離子和負離子的個數不一定相同,每個正離子、負離子所帶的電量也不一定相等,但是正離子的總電量一定等於負離子的總電量,使溶液保持電中性 例如:氯化鈣( CaCl2 )的水溶液中,鈣離子( Ca2+ )與氯離子( Cl- )的個數比為 1:2,帶電量比為 2:1,故正離子的總電量等於負離子的總電量

15 阿瑞尼斯-電離說 將碳棒直接插入固態的食鹽中,碳棒附近不會有任何變化發生,燈泡也不會發亮(圖3-4),表示固態的食鹽並不是導體

16 阿瑞尼斯-電離說 這是因為食鹽中的鈉離子與氯離子互相緊密結合(下圖),離子無法自由移動,所以不能導電

17 阿瑞尼斯-電離說 如果將食鹽溶解在水中,則食鹽會解離成鈉離子(Na+)和氯離子(Cl-)(式 3-2)

18 阿瑞尼斯-電離說 當食鹽水溶液通電時,溶液中的鈉離子會往負極移動,而氯離子往正極移動,所以能夠導電而使燈泡發亮(右圖) ,並且發生化學變化
但是若將糖或酒精等 非電解質溶於水中, 因為糖和酒精不會產 生帶電的離子,所以 其水溶液無法導電, 燈泡也不會發亮

19 強電解質與弱電解質 在實驗 3-1 中,還可以發現,不同的水溶液,即使濃度相同,但導電時,燈泡的亮度並不相同。
鹽酸、氫氧化鈉、食鹽等在水中幾乎會完全解離,產生較多的離子,因此導電時燈泡較亮,這樣的物質稱為強電解質 醋酸、小蘇打等在水中並不會完全電離,產生較少的離子,因此導電時燈泡較暗,這樣的物質稱為弱電解質

20 3-1 右圖為燒杯內氯化鎂(MgCl2)解離 出鎂離子與氯離子的示意圖,其中 甲和乙均為帶電的粒子。則下列有 關此杯水溶液的敘述何者正確?
(A)甲為Cl- (B)甲粒子和乙粒子均勻分散於水中且靜止不動 (C)水溶液中乙粒子個數比甲粒子多,所以水溶液 有帶電而不呈電的中性 (D)水溶液通電時,甲粒子會往負極移動,乙粒子 會往正極移動 解答 氯化鎂溶於水解離情形為MgCl2→Mg2++2Cl-,所以甲應為鎂離子(Mg2+)、乙是氯離子(Cl-)。解離後的離子在水溶液中可以自由移動,而且兩者的總電量一定相同。水溶液通電後正離子往負極移動,負離子往正極移動。故答案為(D)。

21 有些人在運動後會喝運動飲料,以補充體內電解質,運動飲料中主要含有什麼電解質呢?
(A)食醋(醋酸) (B)小蘇打(碳酸氫鈉)(C)檸檬酸(D)氯化鈉 解答 劇烈運動後身體會藉由汗液排出大量水份,而汗液中主要的電解質是鈉和氯離子,還有少量的鉀和鈣。運動飲料的成分主要含:水,電解質(主要為氯化鈉及鉀、鈣、鎂等),醣類。能迅速補充人體消耗的微量元素,也可提供水及能被快速吸收的醣和電解質,助於補充體力。


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