歡迎來到酸和鹼的奇妙世界!

各位同學大家好!你有沒有想過,檸檬為甚麼這麼酸?肥皂為甚麼能把手洗乾淨?答案就在這個奇妙的世界裡!酸和鹼無處不在——我們的食物、家居用品,甚至身體裡面都有它們的蹤影!

在這些筆記中,我們將會深入了解酸和鹼是甚麼、怎樣辨認它們,以及它們混合時會發生甚麼事。我們也會學到它們為甚麼非常有用,但同時也要小心使用。如果聽起來有點複雜,不用擔心;我們會用簡單的解釋和生活例子,一步步為你拆解。準備好,一起展開探索之旅吧!


1. 認識酸和鹼

酸和鹼是兩組特別的化學品。你可以把它們想像成兩支擁有不同特性的隊伍。不屬於酸或鹼的物質,我們稱之為中性

我們身邊的常見例子

你可能每天都在使用酸和鹼,只是沒有察覺到而已!

常見的酸:
- 廚房裡: 醋、檸檬汁、橙汁、汽水。
- 實驗室裡: 鹽酸、硫酸。

常見的鹼:
- 家居用品: 梳打粉(水溶液)、肥皂、牙膏、焗爐清潔劑。
- 實驗室裡: 氫氧化鈉、氫氧化鈣(石灰水)。

明顯的特性

我們怎樣描述酸和鹼呢?它們有一些獨特的特性。

酸通常:

  • 嘗起來是的。(想想檸檬的味道!但是,請緊記,絕對不要在實驗室裡嚐任何化學品來確認——這非常危險!)

  • 具有腐蝕性,意思是它們可以損壞或「侵蝕」金屬、石頭和皮膚等物質。

鹼通常:

  • 嘗起來是的。(再次提醒,千萬不要嚐實驗室裡的化學品!)

  • 觸摸時有滑溜或肥皂般的感覺。

  • 也具有腐蝕性,就像酸一樣。

重點提示

(例如醋)通常是酸的,而(例如肥皂)通常是苦的,摸起來滑溜溜。兩者都可能具有腐蝕性,需要小心處理。兩者皆不是的物質稱為中性


2. 彩虹測試:量度酸鹼度

既然我們不能嚐或觸摸未知的化學品,那要怎樣分辨物質是酸還是鹼呢?我們可以利用一種特殊的物質,稱為指示劑

認識指示劑!

指示劑就像化學界的「間諜」。它是一種染料,當放入酸性或鹼性溶液時會改變顏色。這種顏色變化告訴我們該物質是甚麼類型。

你知道嗎?你可以在家裡自製指示劑!紫甘藍的汁液會根據你加入的物質而變色。它在酸中會變成紅色,在鹼中則變成藍綠色。

pH 值標度:強弱的數字量度

為了精確量度物質的酸性或鹼性強度,科學家們使用pH 值標度。這個標度的範圍是從 0 到 14。

  • pH 值小於 7 表示該物質是酸性的。(數值越低,酸性越強。pH 值 1 是非常強的酸!)

  • pH 值剛好等於 7 表示該物質是中性的。(純水就是一個完美的例子。)

  • pH 值大於 7 表示該物質是鹼性的。(數值越高,鹼性越強。pH 值 14 是非常強的鹼!)

記憶小貼士!

想像一下英文字母:AAcid,酸)在 BBase,鹼的另一個說法)之前。因此,pH 值標度上,酸性數值(0-6)會排在中性數值 7 之前

測量 pH 值的工具

在實驗室裡,我們有幾種常用的工具來測量 pH 值:

1. 廣用指示劑或 pH 試紙:
這是一種特殊的試紙或液體,你把它浸入溶液中,它會變色,然後你將顏色與色卡比對,找出 pH 值。
- 優點: 快速、簡單、便宜。
- 缺點: 不夠精確。你只是根據顏色來「估計」pH 值。

2. 電子 pH 計:
這是一種帶有探頭的裝置,你將探頭放入溶液中,它會在數碼屏幕上顯示精確的 pH 值讀數。
- 優點: 非常準確可靠。
- 缺點: 價格較高,需要小心保管。

重點提示

我們使用指示劑來判斷物質是酸性還是鹼性。pH 值標度(0-14)用來測量強度,其中pH 值 < 7 為酸性pH 值 = 7 為中性,以及pH 值 > 7 為鹼性


3. 調解者:中和作用

你猜想酸和鹼混合在一起會發生甚麼事?它們會「打架」嗎?其實,它們會進行一種稱為中和作用的反應——彼此抵消!

化學握手

當你將適量的酸和鹼混合在一起時,它們會反應生成兩種中性物質:一種。最終的混合物 pH 值會接近 7(中性)。

一般的規律是:

酸 + 鹼 → 鹽 + 水

你知道嗎?我們所生成的「鹽」並不總是食鹽(餐桌鹽)!氯化鈉(食鹽)只是眾多化學鹽類的一種。

中和作用的現實應用

我們在日常生活中經常會用到這個反應!

  • 消化不良: 胃酸過多嗎?抗酸劑(胃藥)是一種弱鹼,可以中和多餘的胃酸,讓你感覺舒服一點。

  • 蜜蜂螫傷: 蜜蜂的毒液是酸性的。你可以塗抹弱鹼(例如梳打粉溶液)來幫助緩解不適。

  • 農業: 如果土壤酸性過強,不利於植物生長,農民可以加入粉狀鹼(例如石灰)來中和土壤。

重點提示

中和作用是酸和鹼之間的反應。它會生成一種,而所得的溶液會變得更中性(pH 值更接近 7)。


4. 酸的反應特性

酸是非常活躍的化學品!它們不只會與鹼反應;它們還可以「攻擊」其他物質,例如金屬和碳酸鹽。

酸與金屬的反應

當稀酸與某些金屬(例如鎂或鐵)反應時,它會嘶嘶作響,並產生氫氣氣泡。金屬會慢慢被「侵蝕」或溶解。

反應: 稀酸 + 金屬 → 鹽 + 氫氣
例子: 鹽酸 + 鎂 → 氯化鎂 + 氫

酸與碳酸鹽的反應

碳酸鹽是存在於石灰石、大理石甚至梳打粉等物質中的化合物。當稀酸滴在碳酸鹽上時,它會非常迅速地嘶嘶作響,產生二氧化碳氣泡。

反應: 稀酸 + 碳酸鹽 → 鹽 + 水 + 二氧化碳

一個大問題:酸雨

這個反應就是酸雨如此有害的原因!

  • 成因: 工廠和汽車排放的污染物會釋放氣體到空氣中。這些氣體溶解在雨水中,使雨水變成酸性(就像一種非常非常稀的酸)。

  • 影響: 當酸雨降落在由石灰石或大理石(碳酸鹽)製成的建築物和雕像上時,它會慢慢與它們反應,導致它們隨著時間推移而崩解。

  • 酸雨還會損害森林,並使湖泊的酸性過高,導致魚類無法生存。

重點提示

酸會與一些金屬反應生成氫氣,並與碳酸鹽(例如石灰石)反應生成二氧化碳。這就是酸雨對建築物和環境造成如此大破壞的原因。


5. 小心處理:安全至上!

因為酸和鹼都可能具有腐蝕性,所以我們在使用它們時必須非常小心,尤其是在實驗室裡。安全是首要規則!

重要的安全規則

  1. 務必戴上安全眼鏡!你的眼睛非常寶貴,必須保護它們免受任何飛濺物的傷害。

  2. 小心處理。緩慢且小心地傾倒,以避免濺出。如果不小心灑出任何東西,請立即告訴你的老師。

  3. 緊急處理: 如果皮膚沾到任何酸或鹼,請立即用大量流動的冷水沖洗乾淨。

  4. 切勿混合清潔產品!有些家居清潔劑是酸性的,有些是鹼性的。混合它們可能會產生危險的有毒氣體。例如,切勿將含漂白劑的清潔劑與酸性潔廁劑混合使用。

快速回顧:常見的錯誤切勿犯!

稀釋強酸時,你應總是將酸緩慢地加入水中。切勿將水加入酸中!將水加入酸中會導致其迅速升溫,並將危險的酸液濺出容器。

記憶口訣: 「稀酸入水最安全,水入酸則危險!」

重點提示

務必注意安全!戴上安全眼鏡,小心處理化學品,並知道發生意外時該如何處理。切勿混合家居清潔劑。