硫酸與氫氧化鋇的中和反應

硫酸與氫氧化鋇的中和反應

^{明道高中 程明亮}

電解質包括酸鹼鹽三大類，理論上我們以電解質在水中

解離度的大小來區分強電解質與弱電解質，但解離度是無法 直接由肉眼判斷其大小，所以實驗上，我們用同濃度的酸鹼 鹽水溶液來進行導電度的測量，將導電度好的，歸類為強電 解質；而導電度差的，歸類為弱電解質；今天，我們將以同 濃度的硫酸與氫氧化鋇所產生的中和反應，來與傳統上用同 濃度的鹽酸與氫氧化鈉所進行的中和反應作一對照比較，並 藉由酸鹼反應過程，因濃度改變，水溶液的導電度隨之改

變，來了解電解質濃度對導電度的影響！

原理：

一般教材中，以同濃度(0.1M)的鹽酸和氫氧化鈉所進行的中和 反應，方程式如下：

HCl(aq)＋NaOH(aq) → NaCl(aq)＋H2O(l)

若以硫酸代替鹽酸，以氫氧化鋇取代氫氧化鈉，則方程式如下：

H2SO4(aq)＋Ba(OH)2(aq) → BaSO4(s)＋2 H2O(l)

其中除了生成水的莫耳數不同外，最主要的是反應產生的鹽，氯化鈉 是可溶於水的，而硫酸鋇是難溶於水的，因此當反應達酸鹼完全反應 時(一般稱為當量點，因兩者反應量相當)，前者仍有極佳的導電性，

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而後者則因難溶於水，形成極難導電的情況，如果我們利用小型馬達 風扇，來進行導電度測試，則會發現：風扇葉片的轉速，會從最初的 快→漸慢→停止(當量點時) →重新轉動→漸快，風扇的轉動帶給學 生起動與清涼的感覺，風扇的停止，帶給學生驚訝與問號，風扇的重 新轉動，會帶來一片歡呼，這個實驗是引人入勝的。

材料：

1M Ba(OH)2 40 毫升 1M HCl 60 毫升 1M NaOH 40 毫升

附鱷魚夾導線(紅、黑) 各 2 條 石墨電極 2 支

電極固定架 1 個

馬達小風扇(0.5V~6V，10mA) 1 個 3 號 1.5V 乾電池 1~2 個 電池座 1~2 個 滴管 1 支 洗滌瓶＋蒸餾水 1 個

做法：

1. 將小型風扇、乾電池、電池座、石墨電極利用鱷魚夾導線

組合完成，將兩石墨電極接觸，看看風扇是否運轉正常，

否則要檢查線路是否接觸不良。

2. 將兩石墨電極插入電極固定架中，並固定電極，再將電極 與固定架一一放入四個同濃度的酸液(HCl、H2SO4)與鹼液 (NaOH、Ba(OH)2)中，每次移出電極時，需清洗電極，並 拭乾水分再放入另一溶液中，看看四個溶液中，風扇葉片 轉速是否正常，最後電極在 Ba(OH)2中時，不必移出。

3.以滴管吸取 1M H2SO4逐滴加入 Ba(OH)2中，起先可以快速 添加，到接近 40 毫升時，採逐滴添加，觀察風扇葉片轉速 的快慢變化，至風扇停止運轉時，暫停添加硫酸。

4.詢問同學：如果繼續添加硫酸將會如何？硫酸添加越多，

進一步的影響又如何？然後將剩餘的硫酸再慢慢添加進 去，印證一下同學的答案。

5.以氫氧化鈉代替氫氧化鋇，鹽酸代替硫酸，重新做酸鹼中 和實驗，比較兩個實驗的不同。

動腦想一想：

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解釋一下為什麼會有這樣的變化？

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5.

注意事項：

強酸與強鹼具有腐蝕作用，若不慎接觸，應立即以大量水 沖洗乾淨。

使等濃度的酸與鹼等比例混合後，可以直接放流；或者以 大量水稀釋後，亦可放流。