單元參:酸鹼鹽

一、 電解質

()電解質定義:

1.電解質:凡是可溶於水;並且水溶液能夠導電的化合物,皆可稱為【電解質】。(常溫下為固態的化合物,熔融態可導電者亦可稱為電解質)

2.電解質種類:【三大類

(1)酸類:溶於水會產生氫離子(H)者,例如:

強酸:硫酸【H2SO4】、鹽酸【HCl】、硝酸【HNO3】;

弱酸醋酸CH3COOH

(2)鹼類:溶於水會產生氫氧根離子OH)者,例如:

強鹼:氫氧化鈉【NaOH】、熟石灰【Ca(OH)2】。

弱鹼:氫氧化鎂【Mg(OH)2

(3)鹽類:食鹽【NaCl】、硝酸鉀【KNO3】。

3.非電解質:凡溶於水不能導電的化合物或難溶於水中的化合物,皆稱為:非電解質

(1)所有非電解質的水溶液皆為中性溶液,如醣頪的蔗糖(C12H22O11)、葡萄糖(C6H12O6);醇頪的酒精(C2H5OH)等,都是非電解質。

(2)金屬、石墨等物質雖可導電,但它們都是元素而非化合物,且在電流通過時只是物理現象,並不會發生化學反應,故金屬和石墨為非電解質

()電解質的觀察

1.由物質的外觀不易看出其是否為電解質,電解質的特質必須經過電解裝置加以測試後才能判定。

2.判定電解質的方法:以電路裝置檢驗物質是否為電解質,(裝置如圖一):

(1)取生活中常見的物質配置成水溶液,並分别以紅色和藍色石蕊試紙檢驗水溶液的酸鹼性。

(2)將水溶液分别裝入燒杯中通以直流電,測試水溶液否導電。

(3)每一次檢驗後,須將燒杯及碳棒洗淨後再進行下一項物質的測試,並將各種物質水溶液導電情形及石蕊試紙顏色紀錄下來。

(4)實驗結果:如表一所示:

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(5)由表一可以得知;可以導電的水溶液包含了酸、鹼、鹽類。

3.電解質包含:酸、鹼、鹽三類物質,但並非所有酸鹼鹽類皆屬於電解質,因為部分鹽類難溶於水中,故其溶液無法導電。

4.例如碳酸鈣屬於鹽類,但對水的溶解度很小,其水溶液幾乎不導電,故碳酸鈣列為非電解質。

 

二、解離說

1.瑞典化學家阿瑞尼士提出【解離說】,電解質溶於水後即分解成帶電粒子,稱為【離子】。帶正電的離子稱為【正離子】,帶負電的離子稱為【負離子。(如圖二

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2.電解質的水溶液呈電中性,即正、負離子所帶的【總電量相等】。但溶液中正、負離子的總個數不一定相等

3.通以直流電時;水溶液中的正、負離子向兩側電極移動形成電流,正離子受負極吸引往負極移動負離子受正極吸引往正極移動。(如圖三所示

4.離子的化學性質較

安定,原子的化學

性質較活潑。例如:鈉離子不會和水起化學變化,但鈉原子會和水產生激烈的化學反應生成氫氣。

5.某些物質的水溶液會解離出數個原子為一群組的帶電原子團,稱為:稱為:,根的性質與單一原子所形成的離子在水溶液中導電的情形皆相同,且在水中性質極為安定,不會因通電流而起化學變化。

6.常見的原子團整理如表二:

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三、 酸與鹼類

()酸性物質:

1.「酸」:溶於水,可解離出【氫離子:H的化合物,均稱為酸

2.酸的通性:

(1)水溶液可使石蕊試紙呈紅色、酚酞指示劑呈無色。

(2)大多數活潑金屬會與酸性水溶液反應:生成【氫氣】和【鹽類】。
例:鹽酸+鐵→氫+氯化亞鐵

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(3)碳酸鈣(大理石)與酸性水溶液反應,生成【二氧化碳】。

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(4)濃酸加水稀時會放出熱量,使水溫上升。

(5)酸的水溶液都可以導電,皆屬於電解質。

(6)酸溶液嘗起來有酸味。(酸有腐蝕性,輕易嘗試!)

3.常見的酸性溶液,如下表一。

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4.硫酸的性質:

(1)硫酸的化學式為:H2SO4,俗稱:化學工業之母

(2)沸點在酸類中最高,且具有脫水性,故適合用於製造沸點較低的酸,或在化學反應中做為催化劑。

(3)熱濃硫酸,可與大多數金屬(除金、鉑以外)反應生成金屬離子,同時放出二氧化硫氣體,稀硫酸對金屬的作用則較弱。

5.硝酸的性質:

(1)無色揮性液體,化學式HNO3,俗稱:國防工業之母

(2)硝酸在高溫下或受光線照射時,本身容易分解出紅棕色的NO2氣體,故使硝酸呈現淡黃色。

(3)實驗室中常以濃硫酸與硝酸鈉共熱,再導入冷凝器中冷卻後製得。
NaNO3 +H2SO4 NaHSO4 +HNO3

(4)硝酸與大多數金屬起反應(金、鉑不反應),產生氣體。
例:銅與濃硝酸作用,生成紅棕色的【NO2】氣體,銅與稀硝酸作用,生成色的【NO】氣體。

(4)蛋白質遇硝酸則成【黃色】反應,故可做為檢驗蛋白質的方法。

(5)硝酸對橡膠的腐蝕性極強,故盛裝硝酸的容器;包含實驗器材都以玻璃器材為主。

6.鹽酸的性質:

(1)鹽酸氯化氫的水溶液,化學式:HCl,學名氫氯酸。

(2)鹽酸易與多種金屬作用生成【氫氣 (銅、汞、銀、金、鉑除外)

(3)濃鹽酸氣體遇到氨氣,即生成白色煙霧狀的【氯化銨】。

(4)粗製的鹽酸因為含有鐵離子(Fe3)故顏色略呈淡黃色

7.醋酸的性質:

(1)醋酸學名乙酸,化學式CH3COOH,由酒類發酵生成。

(2)純醋酸又名冰醋酸,是無色有刺激性的液體,呈中性反應(必須溶解於水才能解離出,才有酸性)

(3)純醋酸在16.7以下即凝固成為冰狀物,俗稱冰醋酸。

(4)醋酸極易溶於水,3-5%的醋酸溶液可作為食用醋。

()鹼性物質:

1.」性物質定義:溶於水中時,可解離出氫氧根離子OH的化合物,鹼性物質的水溶液OH﹞>﹝H,故水溶液呈鹼性

2.鹼的通性:

(1)鹼性物質溶於水中會解離出氫氧根離子(OH

(2)水溶液可使石蕊試紙呈藍色、酚酞指示劑呈紅色

(3)鹼性水溶液可以溶解蛋白質和油脂故常用來作為清潔劑

(4)鹼性水溶液觸感滑膩,嚐起來有澀味

(5)具有消除酸性的作用;酸液如果加入鹼,就會失去酸性,胃藥中含有弱鹼;如氫氧化鎂等制酸劑。

3.常見的鹼性溶液,如下表二。

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4.氫氧化鈉的性質:

(1)化學式NaOH,俗燒鹼或苛性鈉。

(2)電解飽和食鹽水溶液,於陰極所得的產物。

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(3)有強烈的腐蝕性,在空氣中易吸收水蒸氣而潮解,易吸收【二氧化碳】而生成碳酸鈉。

5.氫氧化鈣的性質:

(1)化學式CaOH2,俗稱熟石灰。

(2)製造方法:以碳酸鈣為原料加熱,在800高溫下會分解成氧化鈣和二氧化碳,再以氧化鈣加水即可化合成氫氧化鈣,因原料成本低,故氫氧化鈣為最廉價的強鹼。其製造過程反應式如下:

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(3)氫氧化鈣水溶液就是石灰(氧化鈣)溶於水,又稱石灰水。

(4)二氧化碳通入澄清石灰水,則會生成白色【碳酸鈣】沉澱。

6.的性質:

(1)化學式NH3,俗名:阿摩尼亞

(2)工業上製氨;是以氮氣和氫氣混合,以鐵粉為催化劑於高壓高溫下製成,稱為哈柏法製氨,其化學反應式如下:

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(3)無色、有刺激性臭味的氣體,比空氣輕,極易溶於水,水溶液呈弱鹼性,稱為氨水。

(4)為製造氮肥之原料;例如:硫酸銨、尿素等。

(5)氨氣遇氯化氫會產生氫氧化銨固體,可做為檢驗氯化氫氣體的方法。
化學反應式為:

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