常见的碱与指示剂

基础

通渠剂含氢氧化钠、玻璃清洁剂含氨水 — 碱同样常见。石蕊酸红碱蓝、酚酞遇碱变粉红、姜黄遇碱转红棕,指示剂让我们一眼分辨酸碱。

适合:中二科学 · 单元:原子世界 · 建议学习路径第 3/19 课

学完呢课,你会识:
  • 常见碱:氢氧化钠(通渠剂)、氨水(玻璃清洁剂)、氢氧化钙(石灰水)。
  • 碱溶液带苦味、摸起来滑腻,pH 大于 7。
  • 指示剂口诀:石蕊酸红碱蓝;酚酞遇碱变粉红;姜黄遇碱变红棕。
文体:科普知识有声朗读

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厨房通渠剂上印著「哥士的」三个字,玻璃清洁剂的成分表写著「氨水」— 碱,与酸一样,早就是我们生活的一部分。碱溶液带苦味、摸起来像肥皂水一样滑腻,pH 大于 7。

2不过碱绝不是「温柔」的代名词:氢氧化钠能溶解渠中的油脂和毛发,同样能灼伤皮肤。实验室处理碱时,一样要戴护目镜、避免直接接触。

3要分辨酸与碱,科学家借助「指示剂」— 颜色会随酸碱度改变的物质。紫色石蕊遇酸变红、遇碱变蓝;酚酞在酸中无色、遇碱变粉红;厨房里的姜黄粉遇碱也会由黄转红棕。此外,澄清石灰水遇到二氧化碳会变乳浊,是检验二氧化碳的经典方法。

4酸碱相遇会发生什么?下一课的中和作用会给你答案 — 由胃药到土壤改良,全靠这个反应。

1重点摘要 Summary

通渠剂含氢氧化钠、玻璃清洁剂含氨水 — 碱同样常见。石蕊酸红碱蓝、酚酞遇碱变粉红、姜黄遇碱转红棕,指示剂让我们一眼分辨酸碱。

2生字卡 Vocabulary

A
Alkali碱

溶于水后 pH 大于 7 的化合物,溶液带苦味和滑腻感。

S
Sodium hydroxide氢氧化钠

强碱,俗称哥士的,用于通渠剂和制造肥皂。

A
Ammonia solution氨水

弱碱,常用于玻璃清洁剂,也是制造肥料的原料。

C
Calcium hydroxide氢氧化钙

又称熟石灰;其澄清溶液称为石灰水,可用来检验二氧化碳。

L
Litmus石蕊

常用指示剂:遇酸变红,遇碱变蓝。

P
Phenolphthalein酚酞

指示剂:在酸性或中性溶液中无色,遇碱变粉红。

T
Turmeric姜黄

天然指示剂:酸性或中性时呈黄色,遇碱转为红棕色。

L
Limewater石灰水

氢氧化钙的澄清溶液,遇二氧化碳会变乳浊。

S
Strong alkali强碱

碱性极强、腐蚀性高的碱,例如氢氧化钠,处理时必须格外小心。

3逐步讲解 Steps

  1. 碱就在家中碱和酸一样常见于家居:通渠剂含氢氧化钠、玻璃清洁剂含氨水,肥皂也是用氢氧化钠和油脂制造的。正因为碱能溶解油脂,它才被用来清理渠中的油污和头发,厨房清洁剂也靠碱性去除顽固油渍。认识家中哪些物品属于碱性,使用时便懂得加倍小心,避免接触皮肤和眼睛。
  2. 碱的通性碱溶液有共通的特性:摸起来滑腻,味道带苦而涩,pH 大于 7,数字越大碱性越强。肥皂水摸起来滑腻,氢氧化钠溶液的 pH 可达 14,是常见清洁剂中最碱的一类。量度碱性同样用 pH 试纸或通用指示剂。由于碱能与油脂反应,接触后皮肤会变得粗糙,所以使用后要彻底用清水冲洗。
  3. 强碱一样危险强碱的危险性不比浓酸低:哥士的(氢氧化钠)能溶解渠内的油脂和毛发,接触皮肤同样会造成化学灼伤,溅入眼睛更可能令视力受损。所以取用强碱时不可俯身靠近容器,以防溶液溅起;开盖时瓶口要朝向外侧,并佩戴护目镜和手套。强酸与强碱都必须小心存放,绝不可用饮料瓶盛载。
  4. 石蕊测试石蕊是最常用的指示剂:紫色石蕊液加入酸性溶液变红,加入碱性溶液变蓝,口诀是「红酸蓝碱」。把紫色石蕊液加入柠檬汁会变红,加入肥皂水会变蓝,酸碱立辨。若颜色变化不明显,可改用石蕊试纸直接浸入溶液,再对照颜色判断。石蕊只能分辨酸碱,不能显示强弱,这是它的限制。
  5. 酚酞测试酚酞是专门检验碱性的指示剂:加入清水或酸性溶液中不变色,保持无色;一旦滴入氢氧化钠溶液,立即转为粉红色,非常灵敏。因此只要酚酞变色,便可确认溶液属于碱性。化学实验常用酚酞判断中和反应是否完成,例如向酸中逐滴加碱,粉红色一出现,就代表酸已被完全中和。
  6. 姜黄测试指示剂不一定来自实验室,姜黄就是天然例子:姜黄水本来呈黄色,滴入氨水或小苏打溶液便转为红棕色,遇酸则保持黄色。厨房里的咖喱粉含姜黄,同样能充当天然指示剂。用它测试时颜色对比明显,材料容易取得又安全,适合在家中示范,也说明科学就存在于日常生活之中。
  7. 石灰水检验二氧化碳澄清石灰水是检验二氧化碳的标准方法:用饮管向石灰水吹气,呼出的二氧化碳与氢氧化钙反应,生成不溶于水的碳酸钙,石灰水便变成乳浊。继续吹气更久,碳酸钙会再转化为可溶的碳酸氢钙,溶液又变回澄清,可见反应是分步进行的。这与上一课大理石遇酸生成碳酸钙的结果互相印证。

4图解 Diagrams

日常生活常见的碱 Common alkalis around us渠通渠剂 · 氢氧化钠Drain cleaner · NaOH氨玻璃清洁剂 · 氨水Glass cleaner · ammonia灰石灰水 · 氢氧化钙Limewater · Ca(OH)₂漂漂白水 · 次氯酸钠Bleach · NaClO皂肥皂洗洁精 · 碱性Soap & detergent碱纯碱 · 碳酸钠Washing soda · Na₂CO₃碱带滑腻味苦——切勿触摸或尝试 Strong alkalis are just as corrosive as strong acids通渠剂可灼伤皮肤——用时戴手套 Never touch drain cleaner bare-handed
图 1:日常生活常见的碱
三种指示剂的颜色变化 Three indicators, two colours遇酸 In acid遇碱 In alkali石蕊Litmus红 red蓝 blue酚酞Phenolphthalein无色 colourless粉红 pink姜黄纸Turmeric paper黄 yellow红棕 red-brown酚酞在中性同酸性都系无色——变粉红先知有碱 Colourless until an alkali appears
图 2:三种指示剂颜色对照
石灰水检验二氧化碳 The limewater test for CO₂澄清石灰水clear limewater吹入 CO₂blow / add CO₂变乳浊turns milky white原理 Why?生成碳酸钙white precipitateCaCO₃ 白色沉淀Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ ↓ + H₂O —— 乳浊=有 CO₂ Milky = CO₂ present
图 3:石灰水检验二氧化碳

5例题示范 Example

例题:A、B 两瓶无色溶液,其中一瓶是稀盐酸、一瓶是氢氧化钠溶液。只可用石蕊和酚酞,怎样分辨?

  1. 从两瓶各取少量,分别滴入紫色石蕊液。
  2. 石蕊变红的一瓶是稀盐酸(红酸)。
  3. 石蕊变蓝的一瓶是氢氧化钠溶液(蓝碱)。
  4. 再向变蓝那瓶滴入酚酞:溶液转粉红,进一步确认它是碱性。
  5. 答案:先从两瓶溶液分别取样,各滴入紫色石蕊液:变红的一瓶便是稀盐酸,因为石蕊遇酸变红;变蓝的一瓶是氢氧化钠溶液,因为石蕊遇碱变蓝。再向变蓝的一瓶滴入酚酞,溶液转为粉红,进一步确认它属碱性。两种指示剂结合使用,结果互相印证,分辨便十分可靠。

6常见错误 Mistakes

✗ 「碱同酸完全相反,一定不危险。」
✓ 强碱(如哥士的)腐蚀性极强,同浓酸一样会灼伤皮肤,处理时都要戴护目镜。
✗ 「石蕊在碱中变红。」
✓ 刚好相反:酸红碱蓝;遇碱变粉红的是酚酞。
✗ 「碱是甜的,可以试味。」
✓ 碱溶液带苦味和滑腻感,而且任何化学品都绝不可尝。
✗ 「姜黄遇酸变红。」
✓ 姜黄是遇碱才变红棕,遇酸或中性时维持黄色。

75 题快测 Quick check

Q1紫色石蕊液加入肥皂水会变成什么颜色?

Q2酚酞在酸性溶液中是什么颜色?

Q3通渠剂常用的强碱是什么?

Q4澄清石灰水遇二氧化碳有什么变化?

Q5姜黄指示剂遇碱变什么颜色?

8重点回顾 Recap

  • 常见碱:氢氧化钠(通渠剂)、氨水(玻璃清洁剂)、氢氧化钙(石灰水)。
  • 碱溶液带苦味、摸起来滑腻,pH 大于 7。
  • 指示剂口诀:石蕊酸红碱蓝;酚酞遇碱变粉红;姜黄遇碱变红棕。
  • 强碱具腐蚀性,与浓酸同样危险,实验时要戴护目镜。
  • 石灰水变乳浊可检验二氧化碳。

同级其他科

同一科其他级别