一、定義:在水中會解離出氫離子(H+)的物質稱之為「酸」,酸是一種電解質,解離度高的酸是一種強電解質,同時也是強酸。解離度低的酸是一種弱電解質,也是弱酸。
二、酸性水溶液可以和活性較大的金屬:鐵或鎂等IA和IIA的金屬反應,產生氫氣。
鹽酸+鐵釘
HCl+Fe → FeCl2+H2
鹽酸+鎂帶
HCl+Mg → MgCl2+H2
三、酸性水溶液可以和碳酸鈣反應產生二氧化碳氣體。
鹽酸加入碳酸鈣
HCl+CaCO3 → CaCl2+CO2+H2O
四、常見的酸
甲、硫酸(H2SO4):
i. 又稱為工業之母,硫酸的產量常被視為是工業發達與否的指標。無色油狀液體,高沸點(315-318℃),常用來製造其他的酸。
ii. 汽機車的鉛蓄電池內就有硫酸水溶液。
iii. 強脫水性:可以使糖(碳水化合物)脫水成碳,或使藍色硫酸銅脫水成白色。
iv. 硫酸和水接觸時會放出大量的熱。稀釋時要將硫酸滴入水中。
v. 硫酸和活性較大的金屬可以產生氫氣,濃硫酸和金屬(銅)產生二氧化硫。
實驗一:硫酸的性質:將濃硫酸和糖反應觀察硫酸的強脫水性;
實驗二;將濃硫酸加水稀釋觀察硫酸遇水放高熱的性質。
乙、鹽酸(HCl):
i. 由氣態的氯化氫(HCl)溶解在水中就變成鹽酸。
ii. 工業用的鹽酸略成黃色(含鐵離子)
iii. 常用稀鹽酸來清洗金屬表面。
iv. 鹽酸和氨相遇會很容易形成白色的氯化銨。
實驗:鹽酸的性質:觀察鹽酸和鎂帶(加入少許洗衣粉製造泡泡)與碳酸鹽類的反應
丙、硝酸(HNO3):
i. 無色液體,腐蝕性強。
ii. 遇光容易分解出NO2,並且容易溶於硝酸成為黃色。
iii. 硝酸容易和金屬反應,包括活性很低的銅,所以在工業上常用來製造精密電路。
iv. 稀硝酸和銅反應可以產生一氧化氮;濃硝酸可以和銅產生二氧化氮。
實驗:硝酸的性質:濃硝酸和銅反應產生紅色的二氧化氮;硝酸會使蛋白質變性。
丁、醋酸(CH3COOH):
i. 無色有刺激性的液體。
ii. 容易溶於水中。食醋中約含3-5%的乙酸。
iii. 純醋酸又稱為冰醋酸。
影片
圖一:固態的冰醋酸
鹼
一、定義:在水中能解離出氫氧根離子(OH-)的物質稱為鹼,鹼是一種電解質,解離度高的鹼是一種強電解質,同時也是強鹼。解離度低的鹼是一種弱電解質,也是弱鹼。鹼性的水溶液摸起來通常有滑膩感。(某些鹼具有腐蝕性應避免觸摸)
二、常見的鹼:
甲、氫氧化鈉(NaOH):
i. 固體通常為白色的顆粒狀。
ii. 俗名:燒鹼、苛性鈉。具有腐蝕性。
iii. 溶於水中為放熱反應。
iv. 容易吸收空氣中的水氣和二氧化碳而潮解,實驗室可用來吸收水氣或是二氧化碳。
實驗:氫氧化鈉的性質。吸水性、溶解的放熱反應。
乙、氨(NH3)
i. 氣體,無色有刺鼻臭味。
ii. 易溶於水,溶於水後呈鹼性稱為氨水。
iii. 氨氣溶於水中會形成銨根離子同時放出氫氧根離子:
NH3(g)+H2O → NH4+(aq) + OH-(aq)
氨的性質:強烈的氣味、遇到氯化氫氣體會產生白色固體
丙、氫氧化鈣(Ca(OH)2)
i. 石灰(CaO生石灰)溶於水就變成氫氧化鈣溶液,即石灰水。溶解時會放出高熱。
ii. 石灰水和二氧化碳反應會形成白色沈澱物CaCO3。
iii. 灰石的主要成分是碳酸鈣;石灰或生石灰是指氧化鈣;熟石灰、石灰水為氫氧化鈣。
石灰、熟石灰和石灰時之間的化學反應
CaO+H2O → Ca(OH)2
Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 +H2O
CaCO3 → CaO + CO2 (加強熱)
自然界可利用第二、三個反應來調節大氣中的二氧化碳濃度。海水可以溶解二氧化碳成為碳酸鹽類,或者貝殼類的生物也可以吸收二氧化碳來製造自己的貝殼。貝殼死亡後,沈澱到海洋底部,慢慢變成生物沉積的石灰岩。然後經由板塊運動,將碳酸鈣送到高溫的地底,分解出二氧化碳。再經由火山噴發釋出。
另外鐘乳石的形成也跟石灰岩的反應有關。石灰岩受到雨水沖刷會溶解
CaCO3 + H2CO3 → Ca2+ + 2HCO3-
帶有鈣離子和碳酸氫根離子的雨水滲入地下後,如果在一個巖洞空間滲出的話,就會因蒸發等因素,將碳酸鈣沈澱出來,形成石筍、石柱等地形。
延伸閱讀:
1.硫酸百科
2.硫及其化合物
3.氮及其化合物
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