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 酸鹼中和反應 酸鹼中和反應

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Academic year: 2022

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全文

(1)

課程名稱:酸鹼中和與鹽類 課程名稱:酸鹼中和與鹽類

編授教師:

中興國中 楊秉鈞

(2)

 酸鹼中和反應

(3)

酸鹼中和反應

 酸鹼中和反應:

( 1 )特徵:當酸與鹼反應時,會形成 和 。 ( 2 )化學反應式:

 化學反應式:

 離子反應式:

( 3 )熱量: 反應,水溫 。

( 4 )中和後水溶液之酸鹼性,視反應物酸及鹼 的程度而定  可添加 以判斷反應 。

 蒸發中和液後,能得到 。

水 鹽類

酸   

鹽類 水

放熱 上升

O H OH

H

2

酸鹼指示劑 終點

鹽類

抵銷

(媒體: 1

, 1’9” )

(4)

討論 反應特徵

 特徵: 與 反應,生成 與 的反應。 酸 鹼 鹽類 水

HA

BOH

H

OHB

A

解離

O H

BA BOH

HA   

2

鹽 水

酸 鹼

(5)

酸鹼中和反應 配對思考

酸 HCl

H

2

SO

4

HNO

3

CH

3

COOH

NaOH Ca(OH)

2

KOH NH

4

OH 鹼

十六個酸鹼中和反應式

NaCl

CaCl

2

KCl Cl NH

4

4 2

SO Na

CaSO

4 4 2

SO K

4 2

4

)

( NH SO NaNO

3

2 3

) (NO Ca

KNO

3

3 4

NO NH

COONa CH

3

Ca COO

CH

3

)

2

( CH CH

3

COONH

3

COOK

4

(6)

酸鹼中和反應 回家練習一

O H NaCl

NaOH

HCl    2

 NaOH HCl

Ca(OH)2 HCl

 KOH HCl

NH OH HCl

4

4

2

SO H

4

2

SO H

4

2

SO H

4

2

SO H

2

 ) (OH Ca

NaOH

KOH

OHNH

4

O H CaCl

OH Ca

HCl ( )2 2 2 2

2   

O H KCl

KOH

HCl    2

O H Cl

NH OH

NH

HCl442

O H SO

Na NaOH

SO

H2 4  2  2 4  2 2 O H CaSO

OH Ca

SO

H2 4  ( )24  2 2 O H SO

K KOH

SO

H2 4  2  2 4  2 2

O H SO

NH OH

NH SO

H2 4 2 4 ( 4)2 4 2 2

(7)

酸鹼中和反應 回家練習二

O H NaNO

NaOH

HNO3   32

O H NO

Ca OH

Ca

HNO3 ( )2 ( 3)2 2 2 2

O H KNO

KOH

HNO3   32

O H NO

NH OH

NH

HNO344 32

O H COONa

CH NaOH

COOH

CH3 3 2

O H Ca

COO CH

OH Ca COOH

CH3 ( )2 ( 3 )2 2 2

2

O H COOK

CH KOH

COOH

CH3 3 2 O H COONH

CH OH

NH COOH

CH3 4 3 4 2

 NaOH HNO3

2

3 Ca(OH)

HNO

 KOH HNO3

NH OH HNO

3 4

COOH CH

3

2

 ) (OH

Ca

NaOH

KOH

OH NH4

COOH CH

3

COOH CH

3

COOH

CH

3

(8)

討論 離子方程式表示法

 離子方程式表示法:

( 1 )改寫原則:

 。 。 。  被抵銷者,表示未實際參與反應

( 2 )範例討論:

 凡酸遇碳酸鹽的反應: 。 左右相同者抵銷 重新整理

O H

CO CaCl

CaCO

HCl

3 2 2 2

2    

電解質解離

O H

CO Cl

Ca CaCO

Cl

H 2

3 2

2

2 2

2

 

 

O H

CO Ca

CaCO

H

3 2 22

2

 

 

氯離子未參與反應

O H

CO Ca

CaCO H3 2 22

2

(9)

討論 離子方程式表示法

 離子方程式表示法:

( 2 )範例討論:

 凡酸遇活性大金屬的反應: 。

2

2 HClZnZnCl

2

H

2

2

2

2

2 H

Cl

ZnZn

Cl

H

2

2 H

ZnZn

2

H

氯離子未參與反應

2

2H ZnZn2H

(10)

討論 離子方程式表示法

 離子方程式表示法:

( 2 )範例討論:

 凡酸鹼中和反應: 。

O H NaCl

NaOH

HCl   

2

O H Cl

Na OH

Na Cl

H

2

O H OH

H

2

 氯、鈉離子未參與反應

 酸鹼中和就是形成水的反應

 酸鹼中和的離子方程式都相同

O H OH

H 2

(11)

討論 離子方程式表示法

 離子方程式表示法:

( 2 )範例討論:

 凡酸鹼中和反應: 。

O H

CaCl OH

Ca

HCl ( )

2 2

2

2

2   

O H

Cl Ca

OH Ca

Cl

H 2

2

2

2

2 2

2

2

O H OH

H 2 2

2

2

O H OH

H 2

O H OH

H

2

鈣離子、氯離子未參與反應

(12)

『酸鹼中和形成水』驗證

O H COONa

CH NaOH

COOH

CH

3

 

3

2

 白色無水硫酸銅粉末:檢驗 存在的試劑之ㄧ 

未知液體遇之,變成 色時,即是水

加熱

(吸熱)

加水

(放熱)

 酸鹼中和形成水實驗:

(媒體: 1 38”

( 1 )試管中加入白色無水硫酸銅粉末及冰醋酸(純醋酸

( 2 )加入氫氧化鈉

( 3 )發現試管內溶液變成 色 藍

硫酸銅晶體 硫酸銅粉末

 冰醋酸凝固點 16.7 ℃

(溫度低於 16.7℃ ,呈固態像 冰)

(13)

生活中的酸鹼中和

 生活中的酸鹼中和:

( 1 )早期農民於稻子收割後,會燃燒稻草,形成 。  草木灰( )為鹼性,能中和酸性的土壤

( 2 )酸性的胃液分泌過多時,醫生會開給鹼性的胃藥(乳)

 胃液( )+胃藥( )為鹼 性

草木灰

3 2CO K

HCl Al

(OH )

3 Mg

(

OH

)

2

...

草木灰

3 2CO H

KOH

(14)

生活中的酸鹼中和

 生活中的酸鹼中和:

( 3 )被蚊蟲叮咬,可塗上 性的 或 。  蚊蟲叮咬時,分泌酸性的甲酸(蟻酸)

( 4 )胰臟分泌 性的消化液

 胰液的鹼性,可中和流入腸中的酸性胃液( )。

草木灰

氨水 肥皂水 鹼

HCl

(媒體: 1

, 4’9” )

(15)

 酸鹼中和原理

(16)

酸鹼中和原理

 酸鹼中和原理:化學計量

( 1 )酸鹼中和原理:氫離子的莫耳數 氫氧根離子的莫耳數  但酸的莫耳數與鹼的莫耳數 。

( 2 )原理討論:

 離子反應式:

 中和反應:

不一定相等

O H OH

H

2

mol OH

mol

H 1  1

O H KCl

KOH

HCl   

2

mol mol

酸 

O H CaCl

OH Ca

HCl ( )

2 2

2

2

2   

mol  1 : 1

mol OH

mol

H

mol mol

酸 

mol  2 : 1

(17)

酸鹼中和示意圖

 酸鹼中和示意圖: NaOH 滴定 HCl

HCl

H Cl

HCl NaOHNa

OH

滴定前

NaOH

O H OH

H

2

OH Na

] [

]

[OH  H [OH ]  H[ ] [OH ]  H[ ]

酸性< 7 中性 pH = 7

鹼性 pH > 7

滴定過程

 滴定過程 : n

H

; n

OH-

; n

Cl-

不變 ; n

Na

酸性

1 : 1

(媒體: 1

, 1’17” )

滴定終點

(18)

M M M 1 . 5

1 20 1 1

30 1

1

2 2

 

 

範例解說

1. 以 1 M 鹽酸滴定 20 mL 未知濃度的氫氧化鈉溶液。若完全中和 時

用去鹽酸 30 mL ,則氫氧化鈉溶液的濃度為多少 M ? M 。

M M M 1 . 5

20 1

30 1

1

2 2

 

 

1.5

O H

NaCl NaOH

HCl   

2

法  :

O H

OH

H

2

法  :

法  :套用公式 M1V1 = M2V2

 適用於強酸強鹼中和且酸為 HA 型、鹼為 BOH 型

M1 、 V

1

HCl

M2 、 V

2

NaOH

M M

M V M V

M

5 . 1 20

30

1 2 2

2 2 1

1

H Cl

HCl NaOHOH Na

 等號二邊同時有毫升欲換算公升時,可以毫升運算

(19)

法  :套用公式 M1V1 × n = M2V2 × m

 適用強酸強鹼中和且酸為 HnA 型、鹼為 B(OH)m 型時

M

M M 3

1 20 1 2

30 1

1

2 2

 

 

範例解說

2. 以 1 M 硫酸滴定 20 mL 未知濃度的氫氧化鈉溶液。若完全中和時用去 硫酸

30 mL ,則氫氧化鈉溶液的濃度為多少 M ? M 。

M

M M 3

20 2

30 1

1

2 2

 

 

3

O H SO

Na NaOH

SO

H

2 4

 2 

2 4

 2

2

法  :

O H

OH

H

2

法  :

M1 、 V

1

H2SO4

M2 、 V

2

NaOH

M M

M m V M n

V M

3 1

20 2

30

1 2 2

2 2 1

1

42

4

2SO 2H SO

H NaOHOH Na

(20)

酸鹼中和 計量公式

M

1

、 V

1

H

n

A

M

2

、 V

2

B(OH)

m

n

n

A nH A

H

m

m

mOH B

OH B ( )

1 1

V

M M

1

V

1

n

2 2

V

M M

2

V

2

m

酸鹼中和原理:氫離子莫耳數=氫氧根離子莫耳數

強酸與強鹼中和適用 ) (

解離氫氧根離子數 解離氫離子數

公式導出

: m :

2 2 1

1

n

m V

M n

V

M   

(21)

範例解說

3. 某燒杯裝有 2 M 的鹽酸 1 公升,則:( NaOH = 40 )

 當加入 20 公克的氫氧化鈉,燒杯中的溶液酸鹼性為 性。

 當加入 80 公克的氫氧化鈉,燒杯中的溶液酸鹼性為 性。

 當加入 120 公克的氫氧化鈉,燒杯中的溶液酸鹼性為 性。

中 酸

mol OH

mol

H

n mol HCl mol H l

mol 2 1 2 2

M

NaOH g

NaOH mol

OH mol

80 40

2 2

2

中和需

NaOH

HCl

1

1

(22)

 酸鹼滴定

(23)

 酸鹼滴定

酸鹼滴定

( 1 )酸鹼中和實驗稱 ,可求出未知酸或鹼的濃度 ( 2 )甲儀器: 。

 內裝固定體積、未知濃度之鹼或酸  添加酸鹼指示劑

( 3 )乙儀器: ,有體積刻度,內裝已知濃度之酸或鹼  逐次添加,直至反應完成為止(滴定終點)

( 4 )酸鹼指示劑:加入甲儀器中,指示滴定終點  當達滴定終點時,指示劑會 。 ( 5 )將中和混合液加熱, 蒸發後可得 。

酸鹼滴定

變色

水 鹽類

甲 乙 滴定管

錐形瓶

酸鹼指示劑

0 mL

50 mL 鹼式滴定管

玻璃珠

(24)

酸鹼滴定儀器設置

鐵架

滴定 管 滴定

錐形瓶

平 視 凹 處 中 央 刻 度

(25)

強酸強鹼滴定討論

 強酸強鹼滴定:

探討 1M NaOH 滴定 1M 、 10ml HCl 滴定過程

甲 乙

NaOH

HCl

 未滴定前:甲只有 1M 、 10 ml HCl 及數滴

 溶液呈 色( 性, pH= )

 內含氫離子莫耳數

 開始滴入 1M 、 NaOH 6 ml 時

 甲內原有的氫離子莫耳數 。  滴入的氫氧根離子莫耳數 。  氫離子莫耳數剩下

 溶液呈 色

( 性, 酸被中和, pH 變化 )

 當滴入 1M 、 NaOH 達 10 ml 時

 甲內原有的氫離子莫耳數 。  滴入的氫氧根離子莫耳數 。  溶液呈 色

( 性, 酸被中和, pH 變化 )

 此時達到 。 加酚

酚酞

0

) 10

( 01

.

0 mol mmol

部分 增加

粉紅

全部 增加

滴定終點( pH = 7 )

mmol

mol H

10

10 10 3

) 10

( 01

.

0 mol mmol ) 6

( 006

.

0 mol mmol ) 4

( 004

.

0 mol mmol

) 10

( 01

.

0 mol mmol ) 10

( 01

.

0 mol mmol

103

符號m

(26)

強酸強鹼滴定討論

 繼續滴入 1M 、 NaOH 達 15 ml 時

 甲內原有的氫離子莫耳數 。  滴入的氫氧根離子莫耳數 。  溶液呈 色

( 性, 過量, pH 變化 )

 繼續滴入 1M 、 NaOH :溶液水溫 。

 溶液顏色變化 呈 色

( 性, 過量, pH 變化 )

 以 pH 為縱軸, NaOH 為橫軸,滴定曲線作圖?

 達終點後,將甲移置於 中加熱  會蒸發,底部的鹽類 。 寫出本化學反應式

NaOH 增加

變深 深紅

NaOH 增加

蒸發皿

氯化鈉 NaCl

O H NaCl

NaOH

HCl    2

 強酸強鹼滴定:

探討 1M NaOH 滴定 1M 、 10ml HCl 滴定過程

上升

(媒體: 1, 29” )

) 10

( 01

.

0 mol mmol ) 15

( 015

.

0 mol mmol

(27)

強酸強鹼滴定曲線

酸鹼滴定曲線:

 隨 NaOH 逐漸滴入 HCl 時,錐形瓶內中和溶液的 pH 變化

) (ml NaOH

pH

(媒體: 1, 4’1” ; 2, 3’47” ; 3

, 1’02” )

pH 7

(28)

 鹽類

(29)

鹽類的製備方式

 鹽類的製備方式:

 鹽:由金屬離子或銨根離子與酸根或非金屬離子形成 ( 1 ) 反應:

( 2 ) 反應:

( 3 ) 反應:

酸鹼中和

活性大的金屬與酸

碳酸鹽與酸

NaOH + HCl  NaCl + H2O

2CH3COOH + Mg(OH)2  (CH3COO)2Mg + 2H2O

Mg + 2HCl  MgCl2 + H2 Zn + 2HCl  ZnCl2 + H2

CaCO3 + 2HCl  CaCl2 + CO2 + H2O

2NaHCO3 + H2SO4  Na2SO4 + 2H2O + 2CO2

(30)

常見的鹽類

氯化鈉 NaCl

 俗稱食鹽,常用於調味。

 水溶液呈中性。

 氯化鈉是製造金屬鈉、氯氣及氫氧化鈉的原料。

硫酸鈣 CaSO4

 白色固體,不易溶於水。

 燒石膏的主成分,用於石膏製品。

碳酸鈣 CaCO3

 白色固體,不易溶於水。

 大理石、石灰岩、珊瑚、貝殼的主成分。

 遇酸或加熱,產生 CO2

CaCO3+ 2HCl  CaCl2+ CO2+ H2O CaCO3  CaO + CO2

硫酸銨 (NH4)2SO4

 無臭、白色的固體,易溶於水,水溶液呈酸性。

 製備:將氨氣通入硫酸中即得,可做為農業用的氮肥

2NH3+H2SO4 → (NH4)2SO4

OH NH4

4 2

SO H

HCl NaOH

( 硫酸錏

)

(31)

常見的鹽類

碳酸鈉 Na2CO3

 白色粉末,易溶於水,並生成氫氧根離子。

 常作為清潔劑成分,水溶液呈鹼性。

 又稱『洗滌鹼』、『蘇打』。

 遇熱不反應、遇酸會產生二氧化碳

Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + H2O + CO2

碳酸氫鈉 NaHCO3

 白色粉末,易溶於水,並生成氫氧根離子,呈弱鹼性。

 乾粉滅火器內的乾粉。

 做麵包的發粉含有碳酸氫鈉及一種弱酸(酒石酸),遇

水起反應產生二氧化碳,使麵糰膨脹。

 又稱『焙用鹼』、 『小蘇打』 。

 遇熱、遇酸均會產生二氧化碳

NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2

2NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2 碳酸鉀

K2CO3

 農夫收割稻子後,燃燒稻草之草木灰成分之ㄧ

 鹼性,能中和土壤之酸性(因酸雨 造成)。

(媒體: 2

, 2’50” )

KOH H

2

CO

3

NaOH H

2

CO

3

 5 pH

(媒體: 1

, 1’47” )

(32)

 滅火器簡介:

( 1 )燃燒的三要素:( )  要有 :被燃燒的物質  要有 :指 。  須達 :燃燒的溫度

( 2 )滅火原理: 。

( 3 )原理設計:利用 的 、 、 性 質。

 酸鹼滅火器:藉 部產生 反應以產生 CO2

 乾粉滅火器:藉 部產生化學反應以產生 CO2

滅火器簡介

不可燃 不助燃 比空氣重 內

酸鹼中和 可燃物

助燃物 O2

燃點

缺一不可

去除燃燒三要素中的任一條件

CO2

(33)

 滅火器簡介:

( 4 )滅火器構造與使用法:

 酸鹼滅火器:

 使用前要  以使內部的酸與鹼混合  內部有 瓶蓋及 水溶液  不用於電線走火及油類起火

滅火器簡介

二氧化碳

碳酸氫鈉

濃硫酸 濃硫酸

碳酸氫鈉

2 NaHCO

3

+ H

2

SO

4

 Na

2

SO

4

+ 2 H

2

O + 2 CO

2

倒置

濃硫酸 碳酸氫鈉

(34)

壓力錶 安全插梢

壓柄

皮管

 滅火器簡介:

( 2 )滅火器構造與使用法:

 乾粉滅火器:

 使用時不需要倒置  化學反應在射向火源受熱後才發生  內部有 粉末

及填充高壓 。  可用於普通火災、

電線走火及油類起火。

滅火器簡介

碳酸氫鈉 氮氣

O H CO

CO Na

NaHCO3 2 3 2 2

2  

 

(媒體: 1, 35” ; 2

, 1’4” )

 提滅火器  拔出插銷

 握住皮管  掌按壓柄

(35)

鹽類圖說

石膏像 CaSO4 加水

草木灰含 K2CO3

鹼性

難溶於水

(36)

鹽類圖說

硫酸銨 (NH

4

)

2

SO

4

碳酸氫鈉

NaHCO

3

(小蘇打)

(硫酸錏)

ㄚ ˋ

(37)

課程結束

參考文獻