常見的鹼與指示劑

基礎

通渠劑含氫氧化鈉、玻璃清潔劑含氨水 — 鹼同樣常見。石蕊酸紅鹼藍、酚酞遇鹼變粉紅、薑黃遇鹼轉紅棕,指示劑讓我們一眼分辨酸鹼。

適合:中二科學 · 單元:原子世界 · 建議學習路徑第 3/19 課

學完呢課,你會識:
  • 常見鹼:氫氧化鈉(通渠劑)、氨水(玻璃清潔劑)、氫氧化鈣(石灰水)。
  • 鹼溶液帶苦味、摸起來滑膩,pH 大於 7。
  • 指示劑口訣:石蕊酸紅鹼藍;酚酞遇鹼變粉紅;薑黃遇鹼變紅棕。
文體:科普知識有聲朗讀

文體小知識:科普知識文章用生活實例解釋科學概念,先看現象再講原理,讀完就能解釋日常見到的東西。

科學Science

§課文原文 Passage

1廚房通渠劑上印著「哥士的」三個字,玻璃清潔劑的成分表寫著「氨水」— 鹼,與酸一樣,早就是我們生活的一部分。鹼溶液帶苦味、摸起來像肥皂水一樣滑膩,pH 大於 7。

2不過鹼絕不是「溫柔」的代名詞:氫氧化鈉能溶解渠中的油脂和毛髮,同樣能灼傷皮膚。實驗室處理鹼時,一樣要戴護目鏡、避免直接接觸。

3要分辨酸與鹼,科學家借助「指示劑」— 顏色會隨酸鹼度改變的物質。紫色石蕊遇酸變紅、遇鹼變藍;酚酞在酸中無色、遇鹼變粉紅;廚房裏的薑黃粉遇鹼也會由黃轉紅棕。此外,澄清石灰水遇到二氧化碳會變乳濁,是檢驗二氧化碳的經典方法。

4酸鹼相遇會發生什麼?下一課的中和作用會給你答案 — 由胃藥到土壤改良,全靠這個反應。

1重點摘要 Summary

通渠劑含氫氧化鈉、玻璃清潔劑含氨水 — 鹼同樣常見。石蕊酸紅鹼藍、酚酞遇鹼變粉紅、薑黃遇鹼轉紅棕,指示劑讓我們一眼分辨酸鹼。

2生字卡 Vocabulary

A
Alkali鹼

溶於水後 pH 大於 7 的化合物,溶液帶苦味和滑膩感。

S
Sodium hydroxide氫氧化鈉

強鹼,俗稱哥士的,用於通渠劑和製造肥皂。

A
Ammonia solution氨水

弱鹼,常用於玻璃清潔劑,也是製造肥料的原料。

C
Calcium hydroxide氫氧化鈣

又稱熟石灰;其澄清溶液稱為石灰水,可用來檢驗二氧化碳。

L
Litmus石蕊

常用指示劑:遇酸變紅,遇鹼變藍。

P
Phenolphthalein酚酞

指示劑:在酸性或中性溶液中無色,遇鹼變粉紅。

T
Turmeric薑黃

天然指示劑:酸性或中性時呈黃色,遇鹼轉為紅棕色。

L
Limewater石灰水

氫氧化鈣的澄清溶液,遇二氧化碳會變乳濁。

S
Strong alkali強鹼

鹼性極強、腐蝕性高的鹼,例如氫氧化鈉,處理時必須格外小心。

3逐步講解 Steps

  1. 鹼就在家中鹼和酸一樣常見於家居:通渠劑含氫氧化鈉、玻璃清潔劑含氨水,肥皂也是用氫氧化鈉和油脂製造的。正因為鹼能溶解油脂,它才被用來清理渠中的油污和頭髮,廚房清潔劑也靠鹼性去除頑固油漬。認識家中哪些物品屬於鹼性,使用時便懂得加倍小心,避免接觸皮膚和眼睛。
  2. 鹼的通性鹼溶液有共通的特性:摸起來滑膩,味道帶苦而澀,pH 大於 7,數字越大鹼性越強。肥皂水摸起來滑膩,氫氧化鈉溶液的 pH 可達 14,是常見清潔劑中最鹼的一類。量度鹼性同樣用 pH 試紙或通用指示劑。由於鹼能與油脂反應,接觸後皮膚會變得粗糙,所以使用後要徹底用清水沖洗。
  3. 強鹼一樣危險強鹼的危險性不比濃酸低:哥士的(氫氧化鈉)能溶解渠內的油脂和毛髮,接觸皮膚同樣會造成化學灼傷,濺入眼睛更可能令視力受損。所以取用強鹼時不可俯身靠近容器,以防溶液濺起;開蓋時瓶口要朝向外側,並佩戴護目鏡和手套。強酸與強鹼都必須小心存放,絕不可用飲料瓶盛載。
  4. 石蕊測試石蕊是最常用的指示劑:紫色石蕊液加入酸性溶液變紅,加入鹼性溶液變藍,口訣是「紅酸藍鹼」。把紫色石蕊液加入檸檬汁會變紅,加入肥皂水會變藍,酸鹼立辨。若顏色變化不明顯,可改用石蕊試紙直接浸入溶液,再對照顏色判斷。石蕊只能分辨酸鹼,不能顯示強弱,這是它的限制。
  5. 酚酞測試酚酞是專門檢驗鹼性的指示劑:加入清水或酸性溶液中不變色,保持無色;一旦滴入氫氧化鈉溶液,立即轉為粉紅色,非常靈敏。因此只要酚酞變色,便可確認溶液屬於鹼性。化學實驗常用酚酞判斷中和反應是否完成,例如向酸中逐滴加鹼,粉紅色一出現,就代表酸已被完全中和。
  6. 薑黃測試指示劑不一定來自實驗室,薑黃就是天然例子:薑黃水本來呈黃色,滴入氨水或小蘇打溶液便轉為紅棕色,遇酸則保持黃色。廚房裡的咖喱粉含薑黃,同樣能充當天然指示劑。用它測試時顏色對比明顯,材料容易取得又安全,適合在家中示範,也說明科學就存在於日常生活之中。
  7. 石灰水檢驗二氧化碳澄清石灰水是檢驗二氧化碳的標準方法:用飲管向石灰水吹氣,呼出的二氧化碳與氫氧化鈣反應,生成不溶於水的碳酸鈣,石灰水便變成乳濁。繼續吹氣更久,碳酸鈣會再轉化為可溶的碳酸氫鈣,溶液又變回澄清,可見反應是分步進行的。這與上一課大理石遇酸生成碳酸鈣的結果互相印證。

4圖解 Diagrams

日常生活常見的鹼 Common alkalis around us渠通渠劑 · 氫氧化鈉Drain cleaner · NaOH氨玻璃清潔劑 · 氨水Glass cleaner · ammonia灰石灰水 · 氫氧化鈣Limewater · Ca(OH)₂漂漂白水 · 次氯酸鈉Bleach · NaClO皂肥皂洗潔精 · 鹼性Soap & detergent鹼純鹼 · 碳酸鈉Washing soda · Na₂CO₃鹼帶滑膩味苦——切勿觸摸或嘗試 Strong alkalis are just as corrosive as strong acids通渠劑可灼傷皮膚——用時戴手套 Never touch drain cleaner bare-handed
圖 1:日常生活常見的鹼
三種指示劑的顏色變化 Three indicators, two colours遇酸 In acid遇鹼 In alkali石蕊Litmus紅 red藍 blue酚酞Phenolphthalein無色 colourless粉紅 pink薑黃紙Turmeric paper黃 yellow紅棕 red-brown酚酞在中性同酸性都係無色——變粉紅先知有鹼 Colourless until an alkali appears
圖 2:三種指示劑顏色對照
石灰水檢驗二氧化碳 The limewater test for CO₂澄清石灰水clear limewater吹入 CO₂blow / add CO₂變乳濁turns milky white原理 Why?生成碳酸鈣white precipitateCaCO₃ 白色沉澱Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ ↓ + H₂O —— 乳濁=有 CO₂ Milky = CO₂ present
圖 3:石灰水檢驗二氧化碳

5例題示範 Example

例題:A、B 兩瓶無色溶液,其中一瓶是稀鹽酸、一瓶是氫氧化鈉溶液。只可用石蕊和酚酞,怎樣分辨?

  1. 從兩瓶各取少量,分別滴入紫色石蕊液。
  2. 石蕊變紅的一瓶是稀鹽酸(紅酸)。
  3. 石蕊變藍的一瓶是氫氧化鈉溶液(藍鹼)。
  4. 再向變藍那瓶滴入酚酞:溶液轉粉紅,進一步確認它是鹼性。
  5. 答案:先從兩瓶溶液分別取樣,各滴入紫色石蕊液:變紅的一瓶便是稀鹽酸,因為石蕊遇酸變紅;變藍的一瓶是氫氧化鈉溶液,因為石蕊遇鹼變藍。再向變藍的一瓶滴入酚酞,溶液轉為粉紅,進一步確認它屬鹼性。兩種指示劑結合使用,結果互相印證,分辨便十分可靠。

6常見錯誤 Mistakes

✗ 「鹼同酸完全相反,一定不危險。」
✓ 強鹼(如哥士的)腐蝕性極強,同濃酸一樣會灼傷皮膚,處理時都要戴護目鏡。
✗ 「石蕊在鹼中變紅。」
✓ 剛好相反:酸紅鹼藍;遇鹼變粉紅的是酚酞。
✗ 「鹼是甜的,可以試味。」
✓ 鹼溶液帶苦味和滑膩感,而且任何化學品都絕不可嘗。
✗ 「薑黃遇酸變紅。」
✓ 薑黃是遇鹼才變紅棕,遇酸或中性時維持黃色。

75 題快測 Quick check

Q1紫色石蕊液加入肥皂水會變成什麼顏色?

Q2酚酞在酸性溶液中是什麼顏色?

Q3通渠劑常用的強鹼是什麼?

Q4澄清石灰水遇二氧化碳有什麼變化?

Q5薑黃指示劑遇鹼變什麼顏色?

8重點回顧 Recap

  • 常見鹼:氫氧化鈉(通渠劑)、氨水(玻璃清潔劑)、氫氧化鈣(石灰水)。
  • 鹼溶液帶苦味、摸起來滑膩,pH 大於 7。
  • 指示劑口訣:石蕊酸紅鹼藍;酚酞遇鹼變粉紅;薑黃遇鹼變紅棕。
  • 強鹼具腐蝕性,與濃酸同樣危險,實驗時要戴護目鏡。
  • 石灰水變乳濁可檢驗二氧化碳。

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