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13-4 酸鹼中和

在文檔中 第十三章 電解質 (頁 22-25)

於先前的章節中,曾提到酸與鹼,兩者似乎有著完全相反的特 性,若將兩者混在一起,將會有什麼現象發生?例如,

1.平常消化不良是由於胃酸(酸性)太多所引起,可食用胃藥(鹼 性)來中和胃酸(酸性)。

2.被蜜蜂螫到後會覺得疼痛,因為蜜蜂將酸液注入體內,因此 可用小蘇打(碳酸氫鈉)或尿液(氨水)塗抹傷口,中和酸性物質 減少疼痛。

而這就是本章節所要探討的酸鹼中和。

一.酸鹼中和:當將酸和鹼之水溶液混合在一起後,原有的酸性與鹼 性將會消失,並產生鹽與水,同時會放出熱量而使得 水溶液的溫度上升,此種現象即稱之為酸鹼中和。

通式: 酸(HA) + 鹼(MOH)  鹽(MA) + 水(H2O) + 熱量 如,

鹽酸 + 氫氧化鈉  氯化鈉 + 水 HCl + NaOH  NaCl + H2O

醋酸 + 氫氧化鈣  醋酸鈣 + 水

CH3COOH + Ca(OH)2  Ca(CH3COO) + 2 H2O 硫酸 + 氫氧化鈉  硫酸鈉 + 水

H2 SO4 + 2 NaOH Na2 SO4 + 2 H2O 硫酸 + 氫氧化鈣  硫酸鈣 + 水

H2 SO4 + Ca(OH)2  CaSO4 + 2 H2O 二.日常生活中酸鹼中和的應用及反應實例:

1.草木灰(碳酸鉀 K2CO3)改善土壤的酸鹼值:

由於工業的發達、工廠及汽車所排放的廢氣中含有二氧化硫(SO2)和 氮的氧化物(一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)),再加上空氣中的二氧 化碳(CO2),這些氧化物溶於雨水後,就變成酸雨。同時降落到地面 時,會影響土壤的酸鹼性(pH 值)。因此可利用稻草燒完後所形成的 草木灰(碳酸鉀 K2CO3),來中和土壤的酸性,使土壤更適合植物生長。

2.制酸劑中和胃酸:

一般而言,胃液中含有少許的酸性物質(鹽酸),若分泌過多,會使 人感到不舒服,可服用胃藥中和體內之酸性物質。因為胃藥中含有小 蘇打(俗稱碳酸氫鈉,NaHCO3)等鹼性物質,可中和胃酸。

3.建築物的侵蝕:

酸雨的生成對大理石建築物造成極嚴重的破壞,亦對湖泊中水的酸 鹼度有顯著的影響,進而影整個湖泊的生態系;而我們就可用少數 的鹼性物質來中和酸雨,降低傷害。

想想看:

我們可以測量唾液的酸鹼性做為口腔的pH 值,下圖為某位同學 口腔pH 值,於一天中的變化情形。則:

(1).由圖中可看出殘留在口腔中的食物會轉變為酸性或鹼性?

Ans:

(2).已知口腔若常保持酸性,溶液發生蛀牙,若只考慮這一點,你 認為牙膏是弱酸性或弱鹼性較好?

Ans:

三.鹽類:

1.鹽類的製備:由一種金屬離子或銨根離子(NH4+)與另一種非金 屬離子或酸根離子所結合而成的,即是。如,氯

化鈉(NaCl)、氯化銨(NH4Cl)、硫酸鉀(K2SO4

)

、硫 酸銨((NH4)2SO4)。

(1).由酸鹼中和反應的鹽類。 酸 + 鹼  鹽 + 水 範例1:鹽酸與氫氧化鈉溶液作用,得氯化鈉及水。

HCl + NaOH  NaCl + H2O

範例2:硫酸與氫氧化鈉溶液作用,得硫酸鈉及水。

H2 SO4 + 2 NaOH Na2 SO4 + 2 H2O

(2).由金屬與酸作用可產生鹽類。 金屬 + 稀酸  鹽 + 氫 範例 1:鐵與鹽酸作用,形成氯化亞鐵。

Fe + 2 HCl  FeCl2 (氯化亞鐵) + H2

範例 2:金屬鋅與硫酸作用,形成硫酸鋅和氫氣。

Zn + H2SO4  ZnSO4 + H2

(3).碳酸鹽與稀鹽酸作用產生另一鹽類。 碳酸鹽 + 稀酸  鹽 + 二氧化碳 + 水

範例 1:碳酸鈣加硫酸,形成硫酸鈣、二氧化碳及水。

CaCO3 + H2SO4  CaSO4 + CO2 + H2O 2.鹽類的性質:

(1).鹽類在水中的溶解度各不相同,有的易溶於水,有的則難 溶於水。如,易溶水的有硫酸銅(CuSO4)、氯化鋇(BaCl2)、碳 酸鈉(Na2CO3)、硝酸銀(AgNO3)、食鹽(NaCl)。而不易溶水的 則 有 碳 酸 鹽 (CaCO3 、 BaCO3 、 MgCO3) , 硫 酸 鹽 (CaSO4、BaSO4)。

(2).鹽類水溶液可能是中性、酸性、鹼性。一般而言,可分成以 下三種:

 由強酸與強鹼所形成的鹽,其水溶液呈中性。如:氯化鈉。

 由強酸與弱鹼所形成的鹽,其水溶液呈弱酸性。如:氯化銨。

 由弱酸與強鹼所形成的鹽,其水溶液呈弱鹼性。如:碳酸鈉。

3.常見的鹽類有下列幾種:

(1).氯化鈉(NaCl):即所謂的食鹽,為動物體中生理上所必須 的化合物。

 可將海水經由日曬法而製得。

 可用於保存食品。

 亦可用來製造含鈉或含氯的化學工業品的原料,如鹽酸、氫氧化鈉 碳酸鈉、鈉、氯等等。

(2).硫酸鈣(CaSO4):

 為一白色固體,難溶於水,是石膏的主要成分。

 天然的硫酸鈣(CaSO4

˙

2H2O),含有結晶水,為半透明的固體,

俗稱石膏。

 可做為水泥、油漆的成分。

(3).碳酸鈣(CaCO3):

 為白色固體,不易溶於水,常見的石灰石、大理石、貝殼中均 含有碳酸鈣。

 石灰石加熱到約 8000C 時,會分解成氧化鈣(CaO)與二氧化碳 (CO2

)

,反應式如下:

CaCO3(石灰石)  CaO(生石灰或石灰) + CO2

若氧化鈣遇到水,則可生成氫氧化鈣(熟石灰),是一種白色固體,

可用於建築材料及工業上所需的鹼;反應式如下:

CaO + H2O  CaO(OH)2(石灰水溶液) (4).碳酸鈉(Na2CO3):

 為白色粉末,易溶於水,俗稱蘇打。

 溶於水後可解離出 OH-,而呈現弱鹼性。

 家庭中常用作洗滌油污較多的衣料或廚房之除油煙機,又名洗滌 鹼。

 可與稀酸作用而產生二氧化碳。

(5).碳酸氫鈉(NaHCO3):

 為白色固體,俗稱小蘇打。

 溶於水後可解離出 OH,而呈現若鹼性,鹼性比碳酸鈉弱,是胃 藥中的一種成分,可中和胃酸。

 加熱時可放出二氧化碳,故可用於烘製麵包與製作乾粉滅火器。

 與酸作用亦可產生二氧化碳,故亦可製造酸鹼滅火器。

在文檔中 第十三章 電解質 (頁 22-25)

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