教學流程莫耳濃度溶液的稀釋純水的解離水溶液的酸鹼性酸鹼指示劑

酸鹼的濃度3‧4

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莫耳濃度

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容積莫耳濃度：簡稱莫耳濃度，用來表示溶液的濃度 。定義：每 1 公升溶液中所含的溶質莫耳數，單位為莫耳∕公升，簡寫成 M 。

莫耳濃度 1/3

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溶質莫耳數（莫耳）溶液體積（公升）

莫耳濃度（ M ）＝

溶質質量∕分子量溶液體積（公升）

＝

知識快遞實驗室中較常使用的酸性溶液濃度：

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名稱 化學式 重量百分濃度 (%)

莫耳濃度(M)

醋酸 CH3COOH 99 約 17.5

硫酸 H2SO4 98 約 18.4

硝酸 HNO3 70 約 15.8

鹽酸 HCl 37 約 12.0

一般使用中括號 [ ] 表示莫耳濃度，因此 0.1 M 的鹽酸其莫耳濃度可以寫成：

[HCl]＝ 0.1 M 。因為 HCl 的分子量是 36.5，所以也代表 1 公升的 0.1 M鹽酸中含有 3.65 公克 HCl 。

莫耳濃度 2/3

5

HCl

每 1 公升溶液中含有 0.1 莫耳的鹽酸，此鹽酸的莫耳濃度為多少 M ？

莫耳濃度 3/3

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溶質莫耳數（莫耳）溶液體積（公升）

莫耳濃度（ M ）＝

＝　 0.1 莫耳鹽酸1 公升溶液

＝ 0.1M 　

例題3-8

在 0.1 M氫氧化鈉（ NaOH）水溶液0.2公升中，含有多少莫耳的氫氧化鈉？溶液中的氫氧化鈉質量為多少公克？

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例題3-8　詳解 1/2 解：　莫耳濃度（ M ）＝

NaOH 莫耳數 ＝莫耳濃度 ×溶液體積 ＝ 0.1×0.2＝ 0.02 （莫耳）

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溶質莫耳數（莫耳）溶液體積（公升）

例題3-8　詳解 2/2

解： NaOH 的分子量＝ 23＋ 16＋ 1 ＝ 40　因此氫氧化鈉質量　＝氫氧化鈉莫耳數 ×氫氧化鈉分子量　＝ 0.02 × 40 ＝ 0.8 （公克）

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溶液的稀釋

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如果溶液濃度過高時，可加入溶劑使其濃度變小，因只加溶劑，故稀釋前、後溶液中溶質的量（莫耳數）並不會改變。

溶液的稀釋 1/2

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稀釋前溶質莫耳數＝稀釋後溶質莫耳數Ｍ稀釋前 ×V 稀釋前＝Ｍ稀釋後 ×V 稀釋後

1 公升的 6M鹽酸稀釋成 2 公升時，其濃度為多少M ？

溶液的稀釋 2/2

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稀釋1 L 2 L

6 M 的鹽酸 1 公升中，含有 6 莫耳 HCl ，加水稀釋成 2 公升後，溶液中 HCl 的量沒有改變，因此稀釋後的鹽酸濃度：[HCl]＝ 6 莫耳∕ 2 公升＝ 3 M 。

溶質的莫耳數不變

例題3-8

今取一杯 12 M 鹽酸 100 毫升，將其稀釋為 2 公升，則鹽酸濃度變成多少 M ？

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例題3-8　詳解解：

稀釋前、後溶質的量不會改變，因此稀釋前溶質莫耳數　＝稀釋後溶質莫耳數而溶質莫耳數＝莫耳濃度 ×溶液體積即 M 稀釋前 ×V 稀釋前＝ M 稀釋後 ×V 稀釋後

　　　　　　 12× 0.1 ＝ M 稀釋後 ×2

⇒ M 稀釋後＝ 0.6（M ）

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純水的解離

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純水雖不算是電解質，但本身會發生少量的解離，生成很少量的氫離子（ H ＋）與氫氧根離子（ OH － ）。

H2O 　　　　　 H ＋ + OH －

純水的解離 1/2

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解離

25℃ 時， 1 公升的水約有 55.6 莫耳 　的水分子，其中只有 10 － 7 莫耳的水分子會解離， 產生 10 － 7 莫耳的 H ＋及 10 － 7

莫耳的 OH －， 即[H ＋ ]＝ [OH － ]＝ 10 － 7 M ，所以純水呈中性。

H2O 　　　　　 H+ 　 + OH －

純水的解離 2/2

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解離

1 公升(55.6 莫耳 )

10 － 7 莫耳 10 － 7 莫耳

知識快遞25℃、 1 大氣壓時，水的密度約為 1g/cm3 ，因此 1 公升的水為 1000 公克，水的分子量為 18 ，所以 1 公升的水約為 55.6 莫耳。

18

溶質重分子量

1000

18＝ 55.6 莫耳≒

水溶液的酸鹼性

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常溫時，在純水中加入食鹽，因食鹽（ NaCl ）溶於水不會產生 H ＋和 OH －，故 [H ＋ ] 和 [OH － ] 不會改變，則水溶液中：[H ＋ ] ＝ [OH － ] ＝ 10 － 7 M，此時水溶液呈中性。

NaCl 　　　 Na+ + Cl －

水溶液的酸鹼性 1/3

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解離中性： [H ＋ ]＝[OH － ]

若在純水中加入酸（例如鹽酸或食用醋等），將使水溶液中的氫離子濃度增加而大於氫氧根離子濃度，所以水溶液呈酸性。

HCl 　　　 H+ + Cl －

水溶液的酸鹼性 2/3

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解離

酸性： [H ＋ ]＞[OH － ]

在純水中加入鹼（例如氫氧化鈉或氨等），則氫氧根離子濃度增加，大於氫離子濃度，水溶液則呈鹼性。

NaOH 　　　 Na+ + OH －

水溶液的酸鹼性 3/3

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解離

鹼性： [H ＋ ]＜[OH － ]

pH 值：表示水溶液的酸鹼性 。pH值 1/2

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25°C溶液

濃度 pH值

酸性 [H ＋ ]＞ 10 － 7M＞[OH － ]

pH＜ 7

中性 [H ＋ ]＝ 10 － 7M＝[OH － ]

pH＝ 7

鹼性 [H ＋ ]＜ 10 － 7M＜[OH － ]

pH＞ 7

pH 值越小，氫離子濃度越大，水溶液越酸；pH 值越大，氫氧根離子濃度越大，水溶液越鹼；pH 值＝ 7 時， [H ＋ ]＝ [OH － ] ，水溶液為中性。

知識快遞丹麥科學家索任生（ S∅ren Peter LauritzS∅rensen ，西元 1868～ 1939 年）於西元 1909 年時提出以「 pH 值」表示溶液的氫離子濃度大小。

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廣用試紙檢測不同濃度的酸性和鹼性溶液。pH值 2/2

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pH 值越小，氫離子濃度越大，水溶液越酸；pH 值越大，氫離子濃度越小，水溶液越鹼；pH 值等於 7 時，水溶液為中性。

例題3-9

甲溶液是由蒸餾水 10 毫升及 1 滴 1.0 M的鹽酸混合而成；乙溶液是由蒸餾水 10毫升及 1 滴甲溶液混合而成。在常溫下，甲、乙兩溶液 pH 值的關係何者正確？

(A) 甲＜乙＜ 7 (B) 乙＜ 7 ＜甲　 (C) 甲＞乙＞ 7 (D) 甲＜ 7 ，乙＞ 7 。

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例題3-9 詳解解： (A) ，甲＜乙＜ 7 乙溶液是由甲溶液再加入水稀釋而成，因此乙溶液的濃度較甲小，解離出的氫離子濃度也較少，所以乙溶液的 pH值較甲溶液大；而兩者都是鹽酸水溶液，為酸性，所以 pH值皆小於 7。

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酸鹼指示劑

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牽牛花的顏色有紅、藍和紫色等。

牽牛花的顏色會因土壤的酸鹼值不同而改變。

酸鹼指示劑 1/5

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花色 酸性 鹼性紅色的牽牛花 不變色 藍色藍色的牽牛花 紅色 不變色

有許多植物在不同 pH 值中也會呈不同顏色，例如紫甘藍和紅鳳菜等的汁液。這些會因為酸鹼值改變而呈現不同顏色的物質可以用來作為酸鹼指示劑。

酸鹼指示劑 2/5

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紫甘藍可製成天然的酸鹼指示劑。酸鹼指示劑 3/5

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酸 中 鹼

紅鳳菜也可製成天然的酸鹼指示劑。酸鹼指示劑 4/5

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酸 中 鹼

酸鹼指示劑 5/5

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指示劑名稱

低 pH值顏色

變色範圍(pH)

高 pH值顏色

石蕊指示劑 紅 5 ～ 8 藍

酚酞指示劑 無色 8 ～ 10 粉紅

強酸 弱酸 中性 弱鹼 強鹼

呈鹼性的酚酞

知識快遞石蕊地衣的植株矮小，生長在中、高海拔向陽的岩石上。西元 1663 年，英國科學家波以耳（ Robert Boyle ，西元 1627～1691 年）發明了用石蕊地衣製造的石蕊試紙，可以檢測物質的酸鹼性。

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廣用試劑混合了多種酸鹼指示劑，而廣用試紙就是將紙張浸泡過廣用試劑後製成的。

廣用試紙

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By Kiyok

也可使用更為精準的 pH計來測量水溶液的 pH 值。

pH計 (pH meter)

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By Datamax

生活中常見物質的 pH值

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