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高中化學(全)_3-4 酸鹼反應

水溶液的解離

　

一、水的解離與離子積常數

  1. 水是弱電解質，幾乎不解離，故纯水幾乎無法導電。
    25℃時纯水中[H+]=[OH-]=10-7M。
  2. 水的解離反應達平衡時，其氫離子濃度與氫氧離子濃度的乘積為一定值，稱為水的離子積常數，以Kw表示。
    (25℃時)Kw=[H+][OH-]=10-14。
    定溫時，水的離子積常數為定值，故[H+]與[OH-]成反比。

二、溫度對Kw的影響

  1. H2O(1) + 56kJ⇄H+(aq)+OH-(aq)
    水的解離是吸熱反應，故温度愈高愈有利解離，[H+][OH-]愈高，因此Kw愈大。
  2. 無論水溶液的酸鹼性，定溫下，氢離子濃度與氢氧離子濃度的乘積為定值。 在25℃時，Kw=[H+][OH-]=10-14。

水中的酸與鹼

一、酸鹼的定義

酸與鹼的性質比較!
酸性溶液鹼性溶液
藍色石蕊試紙紅色石蕊試紙
變紅色變藍色
酸性鹼性
水溶液有酸味。水溶液有澀味。
水溶液含有H+，溶液中[H+]>[OH-]。水溶液含有OH-，溶液中[OH-]>[H+]。
水溶液能導電，為電解質。水溶液能導電，為電解質。
與活性大的金屬（例如：Zn、Mg）作用，產生氫氣。可進行皂化反應。
能與鹼中和。能與酸中和。
  1. 阿瑞尼斯解離說之酸鹼定義：
    1. 酸：溶於水會產生氫離子(H+)的物質。
    2. 鹼：溶於水會產生氫氧離子(OH-)的物質。
  2. 常見的阿瑞尼斯酸鹼：
      阿瑞尼斯酸鹼理論只適用於說明酸鹼物質在水溶液中的解離現象。
    1. 阿瑞尼斯酸：硝酸(HNO3硫酸(H2SO4)、氢氯酸(HCl)、乙酸（俗稱醋酸：CH3COOH）、碳酸(H2CO3)。
    2. 阿瑞尼斯鹼：氢氧化鈉（俗稱燒鹼：NaOH）、氢氧化钾(KOH)、氢氧化鈣（俗稱熟石灰：Ca(OH)2)、氧化鈣（俗稱生石灰，CaO）、氨水（NH3）。
  3. 在水溶液中，電解質會與水產生電離（解離）的現象，故醋酸溶於水：
    CH3COOH(aq)+H2O(l)⇄CH3COO-(aq)+H3O+(aq)
    在大部分的情況下，我們會將反應式中的H2O省略：
    CH3COOH(aq)⇄CH3COO-(aq)+H+(aq)
    弱鹼氨水(NH3)的氢氧離子(OH-)是來自水分子，故反應式不省略H2O,如此一來可以清楚的看到氫氧離子真正的來源。

二、酸和鹼的強度

  1. 強酸（鹼）與弱酸（鹼）的定義：
    強酸、強鹼弱酸、弱鹼
    定義在水中幾乎完全解離，解離度極高。在水中部分解離，解離度低或極低。
    重要例子強酸：在水中幾乎完全解離的酸。弱酸：在水中部分解離的酸。
    強酸：在水中幾乎完全解離的酸。
    例子：硝酸（HNO3）、硫酸（H2SO4）、氫氯酸（HCl）、過氯酸（HClO4）     		弱酸：在水中部分解離的酸。
    例子：乙酸（俗稱醋酸，CH3COOH）、碳酸（H2CO3）
  2. 判斷水溶液的酸鹼性，是比較氫離子濃度與氫氧離子濃度的大小關係：
    酸鹼性酸性中性鹼性
    酸鹼濃度關係[H+]>[OH-][H+]=[OH-][H+]<[OH-]
    @注意:
  1. 強酸、強鹼解離度高，在水溶液中主要以離子形式存在。
  2. 弱酸、弱鹼解離度低，在水溶液中主要以分子形式存在。




pH值

一、pH值與pOH值

  1. 定義及性質：
    定義將氫離子（或氫氧離子）的體積莫耳濃度的倒數取對數。
    性質
    1. [H+]愈高，酸性愈強，pH值愈小。
    2. 25℃，pH<7為酸性溶液。
      25℃，pH=7為中性溶液。
      25℃，pH>7為鹼性溶液。
    3. 25℃，不論水溶液為中性、酸性、鹼性：
      pH+pOH=14
      [H+][OH-]=1×10-14
  2. 可用指示劑或浸以指示劑之pH試纸（如廣用試纸），決定pH值若要精準测定水溶液的pH值，會使用酸鹼度測定計（又稱pH計或pH meter）。