常见的酸

基础

柠檬含柠檬酸、醋含醋酸 — 酸在日常食物中很常见。酸的通性:带酸味、具腐蚀性、能与部分金属反应放出氢气,酸溶液的 pH 小于 7。

适合:中二科学 · 单元:原子世界 · 建议学习路径第 2/19 课

学完呢课,你会识:
  • 常见的酸:柠檬酸(柠檬)、醋酸(醋)、乳酸(乳酪)、碳酸(汽水)。
  • 酸的通性:带酸味、可腐蚀、与部分金属反应放出氢气。
  • 酸与碳酸钙(大理石)反应放出二氧化碳。
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文体小知识:科普知识文章用生活实例解释科学概念,先看现象再讲原理,读完就能解释日常见到的东西。

科学Science

§课文原文 Passage

1清晨喝一口鲜柠檬水,酸酸的感觉在舌尖散开 — 那就是柠檬酸。醋的酸味来自醋酸,乳酪的微酸来自乳酸,汽水的刺激感则来自碳酸。酸,其实一直在我们的餐桌之上。

2化学上的酸有一组共通性质:水溶液带酸味、具腐蚀性、能与镁锌等活泼金属反应放出氢气,也能与大理石(碳酸钙)反应放出二氧化碳。科学家用 pH 标度把酸碱程度量化:pH 小于 7 为酸性,数字越小越酸。

3不过,「酸」不一定危险:食物中的稀酸可以安全食用;实验室的浓酸却能灼伤皮肤,处理时必须戴护目镜,溅到要立即用大量清水冲洗。

4认识酸的通性之后,下一步自然要问:怎样快速分辨一瓶溶液是不是酸?这就要靠下一课的「指示剂」了。

1重点摘要 Summary

柠檬含柠檬酸、醋含醋酸 — 酸在日常食物中很常见。酸的通性:带酸味、具腐蚀性、能与部分金属反应放出氢气,酸溶液的 pH 小于 7。

2生字卡 Vocabulary

A
Acid酸

一类化合物,其水溶液带酸味、pH 小于 7,例如柠檬酸和醋酸。

C
Citric acid柠檬酸

存在于柠檬、橙等柑橘水果中的天然酸。

E
Ethanoic acid (acetic acid)乙酸(醋酸)

醋的主要成分,令醋带酸味,俗称醋酸。

L
Lactic acid乳酸

令乳酪带微酸的天然酸,由细菌发酵产生。

C
Corrosive腐蚀性

能侵蚀皮肤、金属等物质的性质;浓酸具高度腐蚀性。

p
pH scalepH 标度

由 0 到 14 量度酸碱程度的标度:7 为中性,小于 7 为酸性,越大越碱。

H
Hydrogen gas氢气

酸与某些金属反应时放出的气体,以点燃木条检验时有爆鸣声。

D
Dilute稀释

加入大量水,令溶液的浓度降低;稀酸腐蚀性远低于浓酸。

U
Universal indicator通用指示剂

多种指示剂混合而成,能以不同颜色显示 pH 0 到 14 的变化。

3逐步讲解 Steps

  1. 酸在我们的餐桌上酸是常见的化合物,很多就藏在我们的餐桌上:柠檬汁含柠檬酸、醋含醋酸、乳酪含乳酸、汽水含碳酸,食物中的酸味大多来自这些天然存在的酸。汽水在工厂里加压溶入二氧化碳,开盖后气压下降,二氧化碳逸出,碳酸随之减少,酸味便会慢慢变淡。认识这些常见的酸,是学习酸碱化学的第一步。
  2. 酸味与腐蚀性酸的浓度和种类决定它的危险程度:稀释的醋可以安全饮用,用于调味和腌渍;实验室的浓硫酸却能腐蚀衣物、纸张和皮肤,溅到皮肤会造成灼伤。同一种酸经稀释后腐蚀性大减,因为单位体积内酸的微粒减少了。所以使用任何酸之前都要先了解浓度,实验时只使用老师指定的稀酸。
  3. 酸与金属反应酸能与许多活泼金属反应,放出氢气。把镁条放入稀盐酸,试管壁立刻布满大量气泡,那便是氢气;把点燃的木条靠近管口,气体会发出「啪」一声烧著,这是氢气的检验方法。锌同样能与稀盐酸反应,只是它较不活泼,气泡较少、反应较慢。金属制品接触酸性溶液会被侵蚀,因此实验剩余的酸不可随意倒进金属水槽。
  4. 酸与大理石反应碳酸钙遇酸会放出二氧化碳:把醋滴在大理石碎块或贝壳上,表面立刻冒出气泡,用燃烧中的木条检验,火焰会熄灭,证明气体是二氧化碳。贝壳、蛋壳和大理石的主要成分都是碳酸钙,所以遇酸都有相同反应。酸雨侵蚀大理石雕像和建筑物,正是这个反应在自然界造成的破坏。
  5. pH 初步酸碱程度可用 pH 值表示:柠檬汁的 pH 约 2、醋约 3、纯水是 7,pH 越小表示越酸,7 代表中性。量度时可用 pH 试纸或通用指示剂,把试纸蘸上溶液,再对照色卡读出数值。医生和农夫都会量度 pH,例如检验土壤的酸碱度来决定适合种植的作物,可见这个指标用途广泛。
  6. 安全规则实验室处理酸的安全规则必须严格遵守:稀酸溅到皮肤,要立即用大量清水冲洗并通知老师,因为清水能把酸稀释并带走,减低腐蚀;进行实验时必须戴上护目镜保护眼睛,并且绝不可以尝试任何化学品的味道。量取酸时把试管平稳放在试管架上,若不慎打翻,立刻报告而不是自己清理,才能避免意外扩大。

4图解 Diagrams

日常生活常见的酸 Common acids around us柠柠檬 · 柠檬酸Citric acid汽汽水 · 碳酸Carbonic acid橙柑橘 · 维他命CAscorbic acid醋醋 · 乙酸(醋酸)Ethanoic acid奶乳酪 · 乳酸Lactic acid胃胃液 · 盐酸Hydrochloric acid酸带酸味——切勿尝试化学品的味道;强酸(如盐酸)具腐蚀性Acids taste sour — never taste chemicals; strong acids are corrosive
图 1:日常生活常见的酸
pH 标度与颜色变化 The pH scale万用指示剂呈色 Universal indicator colours01234567891011121314酸性 pH < 7碱性 pH > 7中性 pH = 7石蕊试纸 Litmus paper蓝遇酸变红 red in acid红遇碱变蓝 blue in alkalipH 数值越小越酸,越大越碱;指示剂靠颜色变化判断酸碱
图 2:pH 标度与颜色变化

5例题示范 Example

例题:小明把镁条分别放入稀盐酸和清水,只有前者产生气泡。解释这个现象,并写出气体的检验方法。

  1. 稀盐酸是酸,能与活泼金属(镁)反应,放出氢气。
  2. 清水不是酸,不会与镁产生这种反应,所以没有气泡。
  3. 检验方法:把点燃的木条靠近气体出口。
  4. 氢气燃烧时发出「爆鸣」声 — 听到爆鸣声即可证明是氢气。
  5. 答案:稀盐酸属于酸,能与镁这种活泼金属反应,放出氢气,所以试管中出现大量气泡;清水不是酸,不与镁反应,因此没有气泡。检验时把点燃的木条靠近管口,氢气燃烧并发出爆鸣声,即可证明该气体是氢气。

6常见错误 Mistakes

✗ 「所有酸都好危险,碰不得。」
✓ 食物中的酸(柠檬酸、醋酸)稀释后可以安全食用;真正危险的是实验室的浓酸。
✗ 「用尝味道测试是不是酸。」
✓ 实验室药品绝不可尝 — 测酸要用指示剂、pH 试纸或通用指示剂。
✗ 「酸同金属反应放出二氧化碳。」
✓ 酸与金属反应放出的是氢气;与大理石(碳酸钙)反应才放出二氧化碳。
✗ 「pH 7 代表好酸。」
✓ pH 7 是中性;pH 小于 7 才是酸性,而且数字越小越酸。

75 题快测 Quick check

Q1醋中的酸是什么?

Q2酸与镁反应放出什么气体?如何检验?

Q3柠檬汁的 pH 大约是多少?属酸性还是碱性?

Q4为什么酸雨会破坏大理石雕像?

Q5稀酸溅到皮肤应该怎样做?

8重点回顾 Recap

  • 常见的酸:柠檬酸(柠檬)、醋酸(醋)、乳酸(乳酪)、碳酸(汽水)。
  • 酸的通性:带酸味、可腐蚀、与部分金属反应放出氢气。
  • 酸与碳酸钙(大理石)反应放出二氧化碳。
  • pH 小于 7 为酸性,越小越酸;pH 7 为中性。
  • 实验室安全:不可尝味,溅到要立即用大量清水冲洗。

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