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
莫耳濃度
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
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
個
) 10 6
( 23
) 10 6
( 23
看化學式
莫耳濃度 M
l
l
mol M
l
mol l
M M
l mol
求莫耳數有三個途徑
mol
n g
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)
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 個
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
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
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
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
甲
M
l M mol
20 4 5
5 1
5 8 .
0
乙
l M
M mol
20 2 1
9 1
1 2
丙
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 23
2 HCl CaCl H O CO
CaCO
2 2 23
2 H Ca H O CO
CaCO
] [
]
[
HCl H
水溶液的酸鹼性
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
2Y X
1 1
10 1
7
X Y 10
7mol
H OH O
H
2
H 7 10 7M1
10
OH 7 10 7M1
10
55.56 10 - 7
10 - 7 10 - 7
10 - 7 M
=
mol 56 . 18 55
1 1000
氫 氫氧根
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
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 ]
[H 7M OH ] [
10 ]
[H 7M OH 相對大小
> [H] 107M [OH]
=
<
酸性水溶液
] [
10 ]
[H 7M OH 中性水溶液
] [
10 ]
[H 7M OH 鹼性水溶液
] [
10 ]
[H 7M OH
10
14] [
]
[
H OH X
2 10
14 X 10
14 10
7 酸鹼值 pH value
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
nM
a = 1
a≠1
n
M 10
M a 10
nn 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
[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
01
H
pHOH H H OH
OH
H
[ ] 10 ]
[
] 10 ] [
[
] 10 [
10 ]
[ ] [
14 14 14
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
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
溶液酸鹼性檢測
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” )
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
酸鹼性檢測儀 pH 計
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
中性 鹼性
酸性 中性 鹼性酸性
(媒體: 1
, 1’10” )
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
10M
10
H
10
0M
0
H
10
1M
- 1
H
10 OH
14 10 10
145 10
9M
9
2 3
3
3 10 10
10
2 3 pH
2 ~ 3
pH 3 pH 2
鹼
酸
酸
H
pH [ ] 10
2 3
4
3 10 10
10
4 2 pH
]
[OH [H ]
pH
M
a 10
n n 1 pH n 1
10 10 10 10
10 10
10
0
n m n
m
n m n
m
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
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
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
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)
課程結束
Yes We Can
Jim with you