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 莫耳濃度 莫耳濃度

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Academic year: 2022

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(1)

課程名稱:酸鹼的濃度 課程名稱:酸鹼的濃度

編授教師:

中興國中 楊秉鈞

(2)

 莫耳濃度

(3)

 體積莫耳濃度:

( 1 )水溶液濃度的表示法之ㄧ

( 2 )定義:每公升水溶液中,所含溶質的莫耳數

 單位: ;符號: 。(可以 符號表 示)

( 3 )公式:

( 4 )實例討論:

體積莫耳濃度

M

l

mol

 溶液公升數 溶質莫耳數

M l

mol M

莫耳公升

莫耳濃度 意義 表示法

1 M HCl 2 M HCl

每公升溶液 莫耳 HCl

1

每公升溶液 莫耳 HCl

2

HCl 1 M

HCl 2 M

[ ]

全部

分率  部分

(4)

公式整理

 公式整理

分子量

分子量

原子 分子 分子 分子重

( g )

個數 個數 莫耳數

公克 個 mol

) 10 6

(  23

) 10 6

(  23

 看化學式

莫耳濃度 M

l

l

mol M

l

mol l

M M

lmol

 求莫耳數有三個途徑

mol

n   g

(5)

範例解說

1. 將 250ml 、 1M 的氯化鈉水溶液,倒掉 50ml ,則:

 剩餘溶液的濃度? M 。 ( Na = 23 ; Cl = 35.5 )  他所倒掉的氯化鈉水溶液中含有 公克氯化鈉。

2. 欲配製濃度 0.2M 的氫氧化鈉水溶液 1 公升,需稱取氫氧化鈉 克。

並描述其配製方法。 ( NaOH = 40 )

1

g mol

n n l

M mol 0 . 2 0 . 2 40 8

2 1 .

0      

8

 秤 NaOH 8 g ,先以部分水溶解,再加水至溶液總體積為 1 公 升。

(非加水 1 公 升)

g mol

n n l

M mol 0 . 05 0 . 05 58 . 5 2 . 925 05

.

1  0     

2.925

5 .

 58

 濃度均勻 NaCl

公升刻度線

1 1公升刻度線

(如下)

(6)

範例解說

3. ( )在 1 mL 的 0.1 M 糖水中,有多少個糖分子?

(A) 1.2×1024   (B) 6×1013   (C) 6×1019   (D) 3×1018

19 23

4 4

3 10 10 6 10 6 10

10 1 1

.

0       

 

n n mol

l M mol

C

4. 重量百分濃度 10 %的氫氧化鈉水溶液 200g ,當溶液體積為 500mL 時,

其莫耳濃度為何? M 。( NaOH = 40 )

l M

M mol 1

5 . 0

5 . 0 5

. 0

40

1 . 0 200

5. ( )如果將原本 12M 的濃鹽酸 1 公升加水稀釋成 3 公升,則稀釋 後的

鹽酸溶液濃度為多少 M ?  (A)6   (B)4   (C)3   (D)2

M 。

M

l

M mol 4

3 1 12  

B

1

l M

mol  

(7)

範例解說

6. ( ) 0.5M 的鹽酸 80mL 與 3M 的鹽酸 20mL 均勻混合,試求 混合

後的濃度為多少 M ? ( A )1.75M ( B )0.6M ( C )1M ( D )2M 。

C

l M

M mol 1

100 100 20

80

20 3

80 5

.

0  

 

7. ( )有濃度為 3 M 的氫氧化鈉溶液 10 mL ,需加多少 mL 的水,才 可

將其濃度稀釋為 1 M ? (A) 18   (B) 19   (C) 20   (D) 21 。

C

ml V V

l

M mol 20

10

10

1 3  

 

8. 有一瓶 4M 的氫氧化鈉溶液 10ml ,溶液重量為 16 克,則此溶液所含 溶質

的重量百分濃度為? %。( Na = 23 ) 10

% 10 16 100

6 . 100 1

16

40 )

01 . 0 4

%  (      

(假設體積可加成)

 40 NaOH

 分子分母同時有毫升欲換算公升時,可以毫升直接運算

l M

mol  

(8)

l M

M mol 18 . 5

1 98

100 85 98

. 1 1000

10. ( )濃硫酸,密度約為 1.85 公克 / 立方公分。( H2SO4 = 98 )

且其重量百分濃度為 98% ,請問其莫耳濃度約為多少 M ? 

(A) 12.0   (B) 17.5   (C) 15.8   (D) 18.5 M 。

範例解說

9. ( )將濃度 2M 硫酸一瓶倒去 1/3 瓶,再用水加滿,又再倒去 2/5 瓶,

然後再用水加滿,則此溶液最後濃度為何?

  ( A ) 0.6M ( B ) 0.27M ( C ) 0.8M ( D ) 0.4M 。

設原體積 V 公升 原溶質莫耳數  2 V

C

公升 設溶液 1

D

V M V

l

M mol 0 . 8

5 5 4

3 3

2 2

 

 

l M

mol  

(9)

11. ( )小明取大小略同的等量碳酸鈣固體各加入如表的三支試 管中,均勻混合後,三支試管產生氣體的速率為何? 

( A ) 甲=乙=丙 ( B ) 丙>乙>甲 ( C ) 甲>乙>丙 ( D ) 乙>丙>甲。

範例解說

D

試管 試管內的水溶液

甲 水 10mL+0.1M 鹽酸 10mL 乙 水 15mL+0.8M 鹽酸 5mL 丙 水 19mL+2.0M 鹽酸 1mL

 [ H+ ] 愈大,速率愈快

l M M mol

20 1 10

10

10 1

.

0 

 

M

l M mol

20 4 5

5 1

5 8 .

0 

 

l M

M mol

20 2 1

9 1

1 2 

 

  乙>丙>甲

H Cl HCl

1 : 1

 分子分母同時有毫升欲換算公升時,可以毫升直接運算

2 2 2

3

2 HCl CaCl H O CO

CaCO

2 2 2

3

2 H Ca H O CO

CaCO

] [

]

[ 

HCl H

(10)

 水溶液的酸鹼性

(11)

室溫下純水的解離

 純水的解離:

( 1 )純水為非電解質,但仍有極少量解離為 離子與 離 子

( 2 )解離個數討論:(室溫 25℃ )

 1 公升的純水所含有的水莫耳數: 。其中只有 莫 耳

的水會解離。

 解離方程式: 。當 10-7 莫耳水解 離,

解離出的氫離子有 莫耳;氫氧根離子有 莫耳。

( 3 ) 25℃ 下,純水中的氫離子濃度與氫氧根離子濃度關係:

 [ H+ ] [ OH ] = 。

H OH O

H

2

Y X

1 1

10 1

7

 

XY  10

7

mol

H OH O

H

2

 

H 7 10 7M

1

10

 

 

OH 7 10 7M

1

10

55.56 10 - 7

10 - 7 10 - 7

10 - 7 M

mol 56 . 18 55

1 1000 

氫 氫氧根

(12)

水溶液的離子積

 水溶液的離子積:

( 1 )在 25 ℃ 的任何水溶液中,氫離子濃度與氫氧根濃度乘積為定值。

此定值等於 M2

( 2 )任何水溶液中,氫離子濃度與氫氧根濃度有 關係。

( 3 )討論:

 在純水中加中性物質,氫離子與氫氧根離子濃度 。

 在純水中加酸性物質,氫離子濃度 、氫氧根離子濃度 。  在純水中加鹼性物質,氫離子濃度 、氫氧根離子濃度 。

10 - 14 14

10 ]

[ ]

[

H OH

反比 [H+]

[OH ]

] [

] 10 [

14

H OH

] [

] 10 [

14

OH H

不變

增加 減少

減少 增加

倒拋物線

(13)

 酸鹼定義:

以氫離子濃度與氫氧根離子濃度的 來決定

( 1 )酸性:水溶液中的 [ H+] [ OH ]

 。

( 2 )中性:水溶液中的 [ H+] [ OH ] 

( 3 )鹼性:水溶液中的 [ H+] [ OH ] 

酸鹼定義

[H+] [OH-] [H+]

[OH-] [H+]

[OH-] ] [

10 ]

[H7MOH ] [

10 ]

[H7MOH 相對大小

> [H] 107M [OH]

酸性水溶液

] [

10 ]

[H7MOH 中性水溶液

] [

10 ]

[H7MOH 鹼性水溶液

] [

10 ]

[H7MOH

10

14

] [

]

[

H OH X

2

 10

14

X  10

14

 10

7

(14)

 酸鹼值 pH value

(15)

酸鹼值 pH

 酸鹼值:

氫離子濃度的另一種表示法

( 1 )符號 。

( 2 )氫離子濃度轉換成 pH 值的方法:

( 3 )氫離子濃度轉換成 pH 值的程序:

 轉換 。  判斷類型

 紀錄 pH

pH

[ H

+

]

科學記號

a 10

n

M

a = 1

a≠1

n

M 10

M a 10

n

n pH

n pH

n 1  

) 10

] [

( H

pH

單位內 ) ( 逼近法估計到 1

科學記號

1 10

10 10 10

10 10

10

0

n m n

m

n m n

m

(16)

[H ] 101 1 10- 7 10- 15

pH 值 3 4 10 14

[OH

] 10- 7 10- 6 10- 5 101

酸 鹼

性 酸性愈強 中性 鹼性愈強

[H + ] 與 [OH ] 濃度與 pH 的關係

( 4 ) [ H+ ] 與 [ OH ] 濃度與 pH 的關係:

 [ H+ ] 愈大, [ OH ] 愈小: (反 比)。

 在 25℃ 時: pH > 7  鹼性; pH = 7  中性; pH < 7  酸性。

 pH 愈小 酸性愈強, [ H+ ] 愈 , [ OH ] 愈 。  pH 愈大 鹼性愈強, [ OH ] 愈 , [ H+ ] 愈 。  pH 不見得為整數,可能為 0 或是負值。

10 14

] [

]

[

H OH

- 1 0 5 7 8 9 15

大 小

大 小

1015 1014

103

1011

104

1010 109

105 108 109 1010

104

1014

1010

10

0

1 

H

pH

OH H H OH

OH

H

    [ ]  10 ]

[

] 10 ] [

[

] 10 [

10 ]

[ ] [

14 14 14

(17)

常見物質酸鹼值

愈愈  愈愈

愈愈

愈愈  ,[H ] ,[OH- ] pH

愈愈  愈愈

愈愈

愈愈  ,[H ] ,[OH- ]

pH

pH   [H

]  , [OH

-

] 

 5

pH

(18)

酸與鹼稀釋的 pH 變化

( 1 )

酸的稀釋過程中, pH 之變化

( 2 )

鹼的稀釋過程中, pH 之變化

X 不合 理

X 不合 7 理

接近中性

接近中性

(19)

 溶液酸鹼性檢測

(20)

常用酸鹼試劑變色範圍

廣用試紙 酚酞指示劑 石蕊試紙

在酸中顏色

在中性時顏色 不變色

在鹼中顏色

廣用試紙變色表

 常用酸鹼試劑變色範圍:

紅 橙黃

綠

藍靛

 紫

 愈酸,愈紅 愈紫,愈鹼 

綠色

黃、橙、紅色 藍、靛、紫色

無色 無色 紅色

紅色 藍色

pH 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

(媒體: 1

, 2’00” )

(21)

酸鹼指示劑變色範圍

指示劑名稱 酸中顏色 變色範圍 pH 值 鹼中顏色

石蕊 紅 5 ~ 8 藍

酚酞 無 8 ~ 10 紅

酚紅 黃 6.8 ~ 8.0 紅

 酸鹼指示劑變色範圍

( 1 )石蕊:

當 pH 時,呈現紅色;當 pH 時,呈現藍色 當 pH 時,呈現中間顏色。

( 2 )酚酞:

當 pH 時,呈現無色;當 pH 時,呈現紅色 當 pH 時,呈現中間顏色。

< 5 > 8

5 ~ 8

< 8 > 10

8 ~ 10

(22)

酸鹼性檢測儀 pH 計

(23)

天然酸鹼指示劑

 天然酸鹼指示劑

在酸鹼中能呈現不同顏色,可用於檢測

( 1 )紫甘藍 ( 2 )紅鳳菜

紫甘藍

紅鳳菜

(媒體: 1

, 1’10” )

(24)

1. 回答下列問題:

( 1 ) [ H+ ] = 0.0000000001M  pH = , 性。

( 2 ) [ H+ ] = 1M  pH = , 性。

( 3 ) [ H+ ] = 10M  pH = 。

( 4 ) [ OH ] = 10 - 5 M  pH = 。

( 5 ) [ H+ ] = 3×10 - 3 M  pH = , 性。

範例解說

  H

10

10

M

10

  H

10

0

M

0

  H

10

1

M

- 1

    H

10 OH

14

10 10

145

10

9

M

9

2 3

3

3 10 10

10

 

2 3  pH

2 ~ 3

pH 3 pH 2

H

pH

 [ ] 10

2 3

4

3 10 10

10

 

4 2  pH

]

[OH [H ]

pH

M

a 10

n

n  1  pHn 1

10 10 10 10

10 10

10

0

n m n

m

n m n

m

(25)

2. 氫氧化鈉溶液濃度為 0.05 M ,則:

 [ H+ ] = M 。  pH = 。

 [ OH ] = M 。  [ Na ] = M 。

範例解說

13

~ 12 10

2

10 2

. 10 0

5

10 1

05 . 0 ] 10 [

05 . 0 ]

[

05 . 0 05

. 0 05

. 0

13

12 2

14 14

 

 

pH M

M H

M OH

M M

M

OH Na

NaOH

莫耳濃度比 莫耳數比

係數比

莫耳濃度

M mol

l M mol

2 × 10-13 12 ~ 13

0.05 0.05

相同

V 1 1 1

(26)

3. 硫酸溶液濃度為 0.05 M ,則:

 [ H+ ] = M 。  pH = 。

 [ OH ] = M 。  [ SO42 ] = M 。

範例解說

M OH

pH M

M H

M M

M

SO H

SO H

13 1

14 14

1 2 4 4

2

10 10 10 1

. 0 ] 10 [

1 10

10 . 0 ]

[

05 . 0 10

. 0 05

. 0

2

10-1 1

10-13 0.05

莫耳濃度比 莫耳數比

係數比

莫耳濃度

M mol

l M mol

1 1

(27)

4. ( )表為石蕊、酚酞、酚紅三指示劑的變色範圍,若分別以此 三指示劑檢測某水溶液,若以石蕊檢驗時呈藍色,以酚酞 檢驗時呈無色,若以酚紅檢驗時呈紅色。則某水溶液 pH 值 可能是下列哪一個? (A) 8.0 (B) 8.2 (C) 8.5 (D) 8.7 。

範例解說

8.1 8.4

8.0

4 . 8 1

.

8  

pH

B

三線交集

(28)

5. ( ) 25℃ ,將 1×10 - 8 莫耳的氯化氫 HCl 氣體,全部溶於 1 公升 的水中,且體積的變化可以忽略,則此溶液 pH =?

( A ) pH = 6 ~ 7 ( B ) pH = 7 ( C ) pH = 8 ( D ) pH = 10

6. (  )在同溫時,比較 0.1M HCl 與 0.1M CH3COOH 水溶液 的性 質,

下列敘述何者錯誤? ( A ) 前者較後者易導電 ( B ) 前者的 H

濃度

較大 ( C ) 兩者 pH 值相同 ( D ) 兩者均使藍色石蕊試紙呈 紅色。

範例解說

A

∵ 水的解離不可忽略:

〔 H 〕= 10 - 8 + 10 - 7 = 0.1×10 - 7 + 1×10 - 7 = 1.1×10 - 7 M  pH = 6 ~ 7

8 1 10

10

8

8

 

M pH

l M mol

C

M M

M

Cl H

HCl

1 . 0 1

. 0 1

. 0

M M

M

COO CH

H COOH

CH

1 . 0 1

. 0 1

. 0

3 3





Cl H

HCl

OH H

O H

2

不合理

弱酸(非 100 %解 離)

(29)

課程結束

Yes We Can

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參考文獻