13－1電解質

電解質定義：凡化合物溶於水能導電者

酸：硫酸、鹽酸、硝酸…

鹼：氫氧化鈉、氫氧化鈣…

鹽：氯化鈉、硝酸鉀…

電解質分類：以『導電（解離）程度』為依據

強電解質：易導電燈泡很亮

弱電解質：不易導電燈泡較暗

水溶液分類：『化合物溶於水能否導電

』區分

電解質能導電者

非電解質：不能導電者

eg.酒精、蔗糖水溶液第十三章電解質13－1電解質

電解質的判斷水溶液狀態通電（非融熔態）

電極：碳棒（屬於『惰性不溶解性電極』）

槽電極標示：『導線上距電池正負極遠近』判斷

正極導線上近電池正極的電極稱之

負極

導線上近電池負極的電極稱之

電源：直流電

電極反應

發生化學反應

（氣泡、金屬溶解或析出）Q小問題1.電解質一定是化合物？汞是一種電解質？

2.找課文的電解質（分酸、鹼、鹽）與非電解質？13－1電解質

解離說：瑞典人阿瑞尼士提出

解釋電解質導電的原因

會解離：電解質分子會解離成陰陽離子

會移動：陰陽離子會自由移動

電中性：電解質仍維持電中性

解離說

會解離成帶電離子

NaCl

Na＋＋Cl－

NaClNaClNaClNaClNa+Na+Na+Na+Cl-Cl-Cl-Cl-鈉離子有４個，共帶４單位正電

氯離子有４個，共帶４單位負電

+4+（-4）＝0保持溶液電中性13－1電解質

解離說

會解離成帶電離子（例二）

H2SO4

2H＋＋SO42－

H+H+H+H+SO4２-氫離子有４個，共帶４單位正電

硫酸根離子有2個，共帶４單位負電

+4+（-4）＝0保持溶液電中性SO4２-解離說

通電後，

離子向定向移動至槽電極

同性相斥，異性相吸

陽離子向負極，陰離子向正極

離子移動形成電流且在電極

發生化學反應

Na+Cl-Q小問題簡單說明導體與電解質導電的原因？13－1電解質

解離說

電解質水溶液仍維持電中性

鈉離子有４個，共帶４單位正電

氯離子有４個，共帶４單位負電

+4+（-4）＝0保持溶液電中性氫離子有４個，共帶４單位正電

硫酸根離子有2個，共帶４單位負電

+4+（-4）＝0保持溶液電中性NaClH2SO4

電中性的意義

電解質中，陰、陽離子所帶有的電量相等

（總電量＝總電量，即淨電量＝０）

電解質中，陰、陽離子的數目不一定相等

（此關係只在１：１型電解質的解離才符合）13－1電解質

離子的形成原子間的電子轉移（離子不單獨存在）

（中性原子與離子化學性質顯著不同）

陽離子：帶正電（因失電子）

An+

陰離子：帶負電（因得電子）

Bn-

A0B0A2+B3-化合物分子式

A3B2二中性原子吸引失2e得3e

常用陰陽離子表13－2酸與鹼

酸的性質：能解離出氫離子（H+）者

使石蕊試紙呈紅色；使廣用試紙呈紅、橙

或黃色；使酚太呈無色。

多數酸與活性大的金屬反應，產生氫氣

鐵、鎂、鋅（酸能去鏽）

酸與碳酸鈣反應，產生二氧化碳。

酸是電解質

酸有腐蝕性

依解離程度區分為『強酸』、『弱酸』

硫酸（H2SO4）【化學工業之母】

1.解離式：H2SO4

2H++SO42-（強酸）

2.溶於水放出熱量（稀釋應是硫酸加入水中）

3.濃硫酸有強脫水性（稀硫酸無脫水性）13－2酸與鹼

濃硫酸的強脫水性：能將成分中的H、O去除蔗糖（C12H22O11）12C（黑色）+11H2OH2SO4鹽酸（HCl）

1.解離式：HCl

H++Cl-

（強酸）

2.學名：氯化氫，俗稱：鹽酸

3.氣態氯化氫易溶於水，比空氣重（分子量36.5）

4.無色，工業用不純（含鐵離子）呈黃色Q小問題請說明硫酸稀釋的稀釋方法及原因為何？13－2酸與鹼

濃硫酸的稀釋圖示※比熱：水的比熱大於硫酸比熱（0.339cal/g.℃），大量的

水可吸收硫酸稀釋放出的熱量。

沸點：反之，若以水加入濃硫酸（沸點300℃以上）中，

混合後溫度會迅速上升，且水的沸點低，會沸騰成水蒸氣

，將挾帶硫酸逸出。13－2酸與鹼

硝酸（HNO3）【國防工業之母】

1.解離式：HNO3

H++NO3-（強酸）

2.無色，但常含少量分解的二氧化氮（NO2）

故呈黃色（NO2氣體，紅棕色有毒氣體）

3.與大多數金屬作用，且可與銅作用

（鹽酸不與銅作用）

醋酸（CH3COOH）

1.解離式：CH3COOH

H++CH3COO-（弱酸）

2.學名：乙酸，俗稱：醋酸、冰醋酸（純乙酸）

3.食用醋：含3

5﹪乙酸

影響反應速率的因素

溫度濃度表面積催化劑

物質活性13－2酸與鹼

影響反應速率的因素以『碰撞說』解釋之

溫度：溫度高，速率快

因分子運動快，碰撞機會高

濃度：濃度高，速率快

因分子多且密集，碰撞機會高

表面積（顆粒）：表面積大，速率快

因顆粒愈小，表面積愈大，碰撞機會高

催化劑：有催化劑，速率快

物質活性：活性大，速率快

◎反應活性（活性大小）

鉀鈉鈣鎂鋁碳鋅鐵鉛銅汞銀金Q小問題以上五項因素，各舉些實例說明之？13－2酸與鹼

鹼的性質：能解離出氫氧根離子（OH-）者

使石蕊試紙呈藍色；使廣用試紙呈藍或紫

色；使酚太呈紅色。

鹼性水溶液可溶解油脂

鹼能去油；酸能去鏽

鹼性水溶液摸起來有滑膩感

鹼是電解質

鹼有腐蝕性

依解離程度區分為『強鹼』、『弱鹼』

氨（NH3）

1.解離式：NH3+H2O

NH4++OH-

（弱鹼）

2.無色具臭味、比空氣輕（分子量17）

3.易溶於水，形成氨水，有殺菌作用13－2酸與鹼

石灰（CaO

氧化鈣）

1.解離式：CaO

+H2O

Ca(OH)2

（強鹼）

Ca(OH)2

Ca2++2OH-

2.石灰水：氫氧化鈣（Ca(OH)2

）水溶液

3.檳榔加入石灰，傷害口腔

4.二氧化碳的檢驗反應

石灰水＋二氧化碳碳酸鈣＋水

Ca(OH)2＋CO2

CaCO3＋H2O

氫氧化鈉（NaOH

）

1.解離式：NaOH

Na++OH-

（強鹼）

2.白色固體，俗稱燒鹼或苛性鈉

3.溶於水，放熱反應

4.易吸收水氣及二氧化碳有潮解現象13－3酸鹼的濃度

體積百分濃度溶質體積占全體體積的比例

酒類之酒精濃度使用此表示法（﹪v/v

或

﹪vol）eg.臺灣啤酒的酒精度是4.5﹪vol，表示每100毫升的啤

酒中，含酒精4.5毫升。重量百分濃度

溶質重量占全體重量的比例（﹪）範例：10克糖加入90克水求濃度再加水100克水，濃度？

範例：20﹪的糖水溶液，其中糖

克，水

克。

範例：10﹪200克的糖水與10﹪100克的糖水混合，濃度？

範例：600毫升的高梁酒的酒精度58﹪vol，換算成重量百分

濃度時，仍為58﹪？換算時需要哪些資料？

13－3酸鹼的濃度

容積莫耳濃度（體積莫耳濃度、莫耳濃度）

1.每公升溶液中所含有的溶質莫耳數

2.單位符號：M

eg.5MHCl水溶液表示：（HCl=36.5）

5M＝5mole/l

每公升溶液含純HCl5莫耳

每公升溶液含3×1024個HCl分子

每公升溶液含純HCl182.5公克13－3酸鹼的濃度

範例◎原子量：C=12，H=1，O=16，N=14，

Cl=35.5，Na=23，S=32

1.氫氧化鈉40克（NaOH）加水溶成500ml水溶液，莫耳濃度？

2.1公升0.1M的鹽酸水溶液中，含HCl

莫耳，含HCl

克？

3.如何配置2M的NaCl水溶液？若需配置500ml溶液，如何配置？

4.通入3×1023個氯化氫分子於純水中，此溶液體積為500ml，則

氯化氫莫耳數＝

，溶液濃度

M。

5.欲配置0.5M氫氧化鈉溶液250ml，需秤取氫氧化鈉

克。

6.甲杯2M、100mlNaOH與乙杯.0.5M、400mlNaOH混合，求：

甲杯溶質莫耳數＝

；乙杯溶質莫耳數＝

。

甲杯溶液＝

公升；乙杯溶液＝

公升。

混合後，溶液中溶質莫耳總數

，溶液升數

。

混合後濃度

，是否在二杯濃度之間？

。

7.18M的硫酸（H2SO4），密度1.84g/cm3，重量百分濃度？13－3酸鹼的濃度

酸鹼定義

1.水溶液中，氫離子與氫氧根離子共同存在

（酸中也有氫氧根離子，鹼中也有氫離子）

水溶液中氫離子與氫氧根離子濃度的相對大小比較

（何者性質多，就顯示出較多者的性質）

中性：[H+]＝[OH-]

酸性：[H+]＞[OH-]

鹼性：[H+]＜[OH-]

2.溶液中氫離子與氫氧根離子濃度的乘積為定值

[H+]×[OH-]＝10-14

（at25℃）

二濃度間是反比關係（一增加，另一就減少）

※符號：[]：中括號，表為莫耳濃度之意13－3酸鹼的濃度

酸鹼的定量化

1.純水的解離

H20H+＋OH-

純水是中性的中性：[H+]＝[OH-]

25℃下，因[H+]×[OH-]＝10-14

[H+]＝[OH-]＝10-7M

中性：[H+]＝[OH-]；[H+]×[OH-]＝10-14

[H+]＝10-7M

＝[OH-]

酸性：[H+]＞[OH-]

；[H+]×[OH-]＝10-14

[H+]＞10-7M＞[OH-]

鹼性：[H+]＜[OH-]

；[H+]×[OH-]＝10-14

[OH-]＞10-7M＞[H+]

13－3酸鹼的濃度

酸鹼的定量化

2.酸鹼值（pH值）以[H+]濃度定義之

當[H+]＝10-X

時，其pH＝X

範例

1.將HCl加入純水中，純水中[H+]

，[OH-]

。

溶液酸鹼性

。

2.將酒精加入純水中，純水中[H+]

，[OH-]

。溶液酸鹼性

。

3.求以下各溶液之pH值？或[H+]濃度？

[H+]＝10-５pH＝

，

性（[OH-]＝

）

[OH-]＝10-3[H+]＝

，pH＝

，

性。

pH＝8

[H+]＝

，[OH-]＝

，

性。

4.pH值有可能正值、負值或為零？13－3酸鹼的濃度

範例

5.甲液pH=3，乙液pH=3，氫離子濃度相差

倍。

6.

HCl0.001M水溶液，pH=？

7.

NaOH0.1M水溶液，pH=？

8.

CH3COOH0.001M水溶液，pH=？

強酸鹼的解離

強酸（鹼）：強電解質

完全解離成氫離子或氫氧根離子者

弱酸（鹼）：弱電解質

部分解離成氫離子或氫氧根離子者13－3酸鹼的濃度

酸鹼性的測定

中性：[H+]＝10-7＝[OH-]，pH＝7

酸性：[H+]＞10-7＞[OH-]，pH＜7

鹼性：[H+]＜10-7＜[OH-]，pH＞7pH=7pH＜7pH＞7愈鹼愈酸[H+]愈大，[OH-]愈小[H+]愈小，[OH-]愈大常見物質酸鹼值表13－3酸鹼的濃度

酸鹼性測量：酸鹼指示劑

限水溶液狀態

石蕊試紙：酸中呈紅色；鹼中呈藍色

酚太指示劑：酸中呈無色；鹼中呈紅色

廣用試紙：以『標準色碼表』比對

酸中呈漸紅色；鹼中呈漸藍色；中性呈綠色

其他物質：紫甘藍、紅鳳菜..等

酸鹼性測量：使用電子儀器pH計13－4酸鹼中和

酸鹼中和

1.反應通式

酸＋鹼鹽＋水＋熱

HA＋BOHBA＋H2O

2.離子方程式通式

氫離子＋氫氧根離子水

H+＋OH-

H2O

3.混合後水溶液之酸鹼性視反應物酸及鹼抵銷中

和的程度而定，以酸鹼指示劑判斷反應終點。

4.酸鹼中和為放熱反應，混合後溫度上升

5.實例：燒稻草（燒灰中之K2CO3可中和酸性土壤）

胃酸過多（用NaHCO3中和過多之胃酸）Q小問題請列舉一些常見的酸及鹼？並完成酸鹼中和反應？13－4酸鹼中和

酸鹼中和原理酸鹼酸＋鹼鹽＋水＋熱

HA＋BOHBA＋H2Oeg.

HCl＋NaOH

NaCl＋H2O

H2CO3＋2NaOH

Na2CO3＋2H2O

H2SO4＋Ca(OH)2

CaSO4＋2H2O

HNO3＋KOHKNO3＋H2O鹽、水13－4酸鹼中和

離子方程式的改寫原則

H+＋OH-

H2O

電解質拆開左右相同者抵銷重新整理eg.

HCl＋NaOH

NaCl＋H2O

H2CO3＋2NaOH

Na2CO3＋2H2O

H2SO4＋Ca(OH)2

CaSO4＋2H2O

HNO3＋KOHKNO3＋H2O

Q小問題1.酸鹼中和的反應經改寫成離子方程式是否都相同？

2.『酸鹼中和是形成水的反應』，這說法對嗎？

3.改寫原則中『左右相同者抵銷』代表了何種意義？13－4酸鹼中和

酸鹼中和（EXP-13-3）

1.此稱為酸鹼滴定，可求出未知酸或鹼的濃度

2.滴定管（如圖乙）中要裝已知濃度之酸或鹼

3.錐形瓶（如圖甲）中為未知濃度之鹼或酸，並滴

數滴適當之酸鹼指示劑

4.指示劑變色即到達了滴定終點

5.將中和混合液移至蒸發皿加熱，

水蒸發後可得鹽類。甲乙13－4酸鹼中和

酸鹼中和圖說（EXP-13-3）13－4酸鹼中和

酸鹼指示劑變色

0.1M

HCl滴定

0.1M、10mlNaOH

NaOH＋酚太HCl未滴定前：甲只有NaOH及酚太

此時呈紅色（鹼性，pH=13）

開始滴入HCl4ml，抵銷部份的鹼，

但鹼仍剩下

呈淡紅色（鹼性，pH減小）

繼續滴入HCl

達10ml，抵銷全部的鹼

沒有鹼剩下（此時達滴定終點）

呈無色（中性，pH近於7）

繼續滴入HCl達12ml，此時HCl的量

過多，為酸性

呈無色（酸性，pH減小）

繼續滴入HCl，溶液愈酸，顏色不再

改變，仍為無色

13－4酸鹼中和

酸鹼中和的定量運算【補充】

化學方程式中

係數比＝反應之莫耳數比

※

酸鹼中和反應式：

H+＋OH-

H2O

H+莫耳數＝OH-莫耳數

（酸的莫耳數不一定等於鹼的莫耳數）

範例：

1.0.1M

HCl滴定0.1M、10mlNaOH，需要多少毫升HCl？

2.將1莫耳H2SO4與鹼中和，需

莫耳NaoH；或

莫耳

Ca(OH)2才能完全中和？

3.以0.1M

NaOH

滴定HCl水溶液50ml，當達滴定終點時，耗

去NaOH共25ml，則HCl濃度為

M？

13－4酸鹼中和

想想看此為口腔中唾液中的pH值在一天中的變化情形：

殘留在口腔中的食物會轉變為酸性或鹼性？

口腔常保持酸性，易蛀牙，所以牙膏應該帶有弱鹼性

或弱酸性？說明你的理由。13－4酸鹼中和

鹽類的製備

※鹽的組成

金屬離子或銨根離子與酸根或非金屬離子形成

1.酸鹼中和反應

NaOH＋HCl

NaCl＋H2O

2CH3COOH＋Mg(OH)2

(CH3COO)2Mg＋2H2O

2.金屬與酸反應

Mg＋2HCl

MgCl2＋H2

Zn＋2HCl

ZnCl2＋H2

3.碳酸鹽與酸反應

CaCO3＋2HClCaCl2＋CO2＋H2O

2NaHCO3＋H2SO4Na2SO4＋2H2O＋2CO2

13－4酸鹼中和

常見的鹽類

（1）氯化鈉（NaCl）

俗稱食鹽水溶液呈中性

（2）硫酸鈣（CaSO4）

白色固體，不易溶於水石膏的主成分

（3）碳酸鈣（CaCO3）

白色固體，不易溶於水

方解石、大理石、貝殼的主要成分

遇酸或加熱，產生二氧化碳

CaCO3＋2HClCaCl2＋CO2＋H2O

CaCO3

CaO＋CO2

（4）碳酸鈉（Na2CO3）

白色固體又名洗滌鹼13－4酸鹼中和

常見的鹽類

（4）碳酸鈉（Na2CO3）

水溶液呈鹼性

Na2CO32Na＋＋CO32－

CO32－＋H2OHCO3－＋OH－

遇酸，產生二氧化碳（加熱則否）

（5）碳酸氫鈉（NaHCO3）

白色固體俗稱小蘇打

水溶液呈弱鹼性

是胃藥中的成分，可中和過多的胃酸

市售的發粉，含有碳酸氫鈉

遇酸或加熱，產生二氧化碳

2NaHCO3

Na2CO3＋H2O＋CO2

13－4酸鹼中和

滅火器介紹

利用CO2不可燃、不助燃及比空氣重性質

構造設計：

酸鹼滅火器：內部產生化學反應以產生CO2

乾粉滅火器：外部產生化學反應以產生CO2

酸鹼滅火器CO2是在內部產生的

2NaHCO3＋H2SO4Na2SO4＋2H2O＋2CO2

1.使用時要倒置

以使反應物混合

2.內部有濃硫酸瓶蓋及碳酸氫

鈉水溶液

3.不可用於電線走火及油類起火13－4酸鹼中和

乾粉滅火器CO2是在乾粉噴向火源才產生的

2NaHCO3

Na2CO3＋H2O＋CO2

（表加熱）

1.使用時不需要倒置

2.內部有碳酸氫鈉乾粉和氮氣鋼瓶

（氮氣是不可燃不助燃的）

3.可用於普通火災、電線走火及油

類起火這是指示內部氮氣壓力的壓力表13－5電流的化學效應

歷史1800年英國人尼可爾生首次水電解實驗

電流的化學效應

電能轉變為化學能的反應（吸熱反應）

電解電鍍（13-6）

電極反應與電解質種類及電極棒材料有關※13-1電解質

1.正極導線上近電池正極的電極

2.負極

導線上近電池負極的電極

3.電源：限定直流電

4.電極反應

發生化學反應

（氣泡、金屬溶解或析出）Q小問題電解反應是化學變化嗎？是屬於吸熱反應？13－5電流的化學效應

電解原理解析1.

甲（

AB）水溶液為例，解離式：

H2OH＋＋OH－

ABA＋＋B－

2.通電流後，離子定向移動：

陽離子（H＋及A＋）向負極，

得到電子

陰離子（OH－及B－）向正極

，放出電子

3.電極材料區分可溶解與不溶性

銅棒

可溶解性

碳棒

不可溶解性※離子競爭後可能的電極化學反應

正極產生氧氣（O2）或正極溶解

負極產生氫氣（H2）或金屬析出

13－5電流的化學效應

水的電解

1.反應2H2O2H2＋O2

2.電源：直流電

3.電極：碳棒（不溶性）

4.加入氫氧化鈉（幫助導電）

5.正極：產生氧氣（O2）

負極：產生氫氣（H2）

氫、氧體積比＝2：1

氫、氧質量比＝1：8

6.當兩極愈靠近，產生

氣體速率愈快水Q小問題1.水的電解能使用交流電嗎？與直流電的差異？

2.二極的氣體如何檢驗其為氫氣或氧氣？13－5電流的化學效應

硫酸銅水溶液的電解

1.二電極：碳棒