水溶液的性質

1. 水溶液的性質

2. 有利生命出現的環境 • 在太陽系中，地球是唯一含有液態水的行星，也是唯一有生物棲息的星球，因為生物生活和呼吸都需要水。不止這樣，植物、動物，還有人類的身體大部分都是靠水而活。 • 沒有太陽和大氣就根本不會有生物。太陽帶給我們光和熱，使生命綻放。大氣包圍著地球，多虧大氣中的氧氣，讓我們可以呼吸；同時，大氣也保護我們，避免了太陽的熾熱光線，還有輻射線所造成的傷害。

3. 體內的水作用 • 人類一旦變成木乃伊，體重會剩下多少呢？以活著體重為六十公斤的人為例，死後變成木乃伊的重量只有原來的三分之ㄧ，也就是二十公斤左右。不見的那四十公斤是水的重量。人體內有相當多的水分，但意外的是血液中所含的水分卻只有四公斤，反而是細胞內所含的水分較多。全身細胞約含二十五公斤的水，剩下的十公斤則是環繞在細胞周圍的組織液裡的水分。 • 人類皮膚為了不讓水分流失，便具有保水作用。 • 水份存在於血液中，負責與體外聯絡，並進行營養補給、去除老舊廢物的工作，對人類而言是非常重要的物質。

4. 水也會腐壞嗎？ • 災害發生時才會深知水的重要性。平常就有貯水習慣的人也不在少數，可是若將水貯存在塑膠水缸裡，水很快就會腐壞了，必須偶爾換上新水。 • 腐壞是由肉眼看不見的微生物所造成的。就像人類吃完東西會排泄一樣，渺小的微生物攝取營養後也會將不必要的物質排出。這些被排出的物質對我們有益時稱為「發酵」。對我們有害的稱為「腐敗」。 • 純粹的水絕對不會腐壞的，但我們生活週遭的水一不小心就會有微生物跑進去，所以才會腐壞。

5. 水的奇特性質 • 水的一個有趣的性質是它在4°C時的密度最大，而冰點是0°C。水結成冰之後，冰的密度比尚未結冰的水要小，大家都知道冰會浮在水面上，不覺得奇怪，但是一般的物質都是固體比液體重。 • 水能溶解各種物質，其它液體都不具備這種特性。將水倒入杯中，空氣中的氧、氮、二氧化碳會溶於其中，也能溶解少量玻璃。 • 水會溶解各種物質，所以製造純粹無雜質的水是相當困難的。 • 水具有難以加熱、難以冷卻的性質。晝夜、夏冬的溫差很小，和其他行星比起來更適合生物居住，這都要歸功於水。

6. 溶液、溶質和溶劑 • 日常生活中，我們時常以水來溶解許多物質，例如：糖、食鹽、奶粉...等等，而得一杯杯的混合液。科學家為判別這些混合物中的角色(糖、水、糖水)，分別就命名為溶質、溶劑與溶液來稱呼。 • 溶劑：用來溶解其他物質的液體,稱為[溶劑]。例如：水、酒精等。 • 溶質：被溶解的物質，稱為[溶質]。例如：糖、食鹽、碘片等。 • 溶液：溶質溶於溶劑中所形成的均勻混合液，稱為[溶液]。所以：溶液=溶質+溶劑，例:糖水=糖+水。

7. 可口可樂的誕生 • 故事發生在1886年5月8日美國亞特蘭大城。藥劑師潘博登正在家裡的後院做實驗，他想做出一種讓精神緊張或疲憊不堪的人們可以輕鬆一下的藥物。他在柴火上的銅壺裡塞進焦糖、可可葉、可樂子、水果香料以及另外十一種成分，攪呀攪，邊試邊加。 • 等他滿意，鍋裡已經是滿滿一鍋濃稠的黑糖漿。他趕緊裝了一甁，急忙飛奔到附近的藥劑房，讓助手混入冰塊跟白開水試吃，結果潘博登和助手都很喜歡這種甘甜可口的感覺。

8. 可口可樂美味的奧秘 • 潘博登讓助手再做一份，結果助手這次錯把碳酸水當作白開水加到黑糖漿裡，歪打正著的這批飲料卻比正確配方的藥劑更為可口。潘博登靈機一動，打消做藥的念頭，把這些「藥」改頭換面，當作飲料賣了起來。 • 這鍋糖漿的名字取自兩種成分的字頭，分別是可可葉的「Coco」與可樂子的「Cola」--也就是眾所皆知的「可口可樂」了。

9. 百事可樂的成功 • 1989年，美國北卡羅萊納州的藥劑師布拉罕發明了這種飲料的前身—布拉水，一開始，布拉罕只在藥房裡賣布拉水，不過因為銷路越來越好，到後來，他乾脆裝甁到一般的商店大量販售，同時也改了更為響亮的名字--「百事可樂」。

10. 擋不住的靈感—沙士 • 美國化學家海爾在1870年度蜜月時，投宿在一家小旅店中，那天女店東送上當店特製的家常茶，茶的材料包括有植物的根、青草以及香料。 • 這茶的滋味是海爾有生以來所未嘗過的特殊口味，回家之後，他開始試著加入其他原料，想做出更可口的飲料來。他的基本材料是沙士樹的根部，再加上其他的成分來加重口味。 • 調配好後問題就來啦，這種前所未見的飲料該叫什麼好呢？原本海爾想管它叫「樹根茶」就行了，不過朋友可不以為然，他說：「假使你真的跟人家說這是一種茶，我看沒人會光顧你的生意。」他又說：「這樣好啦，『沙士』不是要比什麼樹根茶要來得好聽得多了嗎？」

11. 醋的特別之處 • 人類使用醋已經好幾千年了。因為醋會自行產生，所以人類甚至不需要製造醋。 • 任何化學家會毫不遲疑的告訴你，醋是醋酸溶在水裡的溶液；葡萄酒是酒精溶在水裡的溶液。 • 醋不只是醋酸水溶液。最常見的醋來自葡萄（紅酒醋）、蘋果（蘋果醋）、大麥（麥酒醋），全都保留它們的獨特味道和香氣。 • 醋產生方式分為兩步。第一是糖分解成酒精與二氧化碳氣體（發酵）。第二則是酒精氧化成為醋酸。 • 英文的醋（vinegar），就是來自法文的vin aigre，意思是酸的葡萄酒。

12. 酸、鹼、鹽概念由來 • 酸、鹼、鹽是古代人們早已知道的。醋酸可以說是古代人知道最早的酸。一般食醋中的含量不過４－５％。古時的人常認為果汁中含有的酸都是醋酸，其實各種果汁所含的酸是不同的。食鹽、硝、明礬、綠礬、鍋灰等物質也是古代人們知道的。如１５世紀德國煉金術家費來丁（Valentine,B.）提出物質是由汞、硫、鹽三種元素組成的觀點，其中就有鹽。關於酸、鹼、鹽的系統研究，則是１７世紀中葉英國化學家波義耳開始的。他發現酸鹼指示劑，對酸、鹼進行了識別和分類，使人們形成了酸和鹼的統一概念。

13. 無心插柳柳成蔭的波義耳 • 　有一天，波義耳的園丁把一籃美麗的紫羅蘭送到書房裡，當他欣賞紫羅蘭的鮮豔和芳香後，隨手摘了一束向實驗室走去。他一邊走一邊沈思著，現下實驗室裡可能正在蒸餾礬類（重金屬的硫酸鹽）製取礬油（濃硫酸），不知道進行得怎樣了？走到實驗室把門推開，只見縷縷濃煙不斷地蒸餾釜流到玻璃接受器。像往常一樣他每天照例要檢查實驗人員的工作，這時候順手把紫羅蘭放在桌上，然後去傾注硫酸。一下子刺激性的硫酸蒸汽從瓶口冒出，很快漫延到桌子的周遭。蒸餾完畢後，他拿起紫羅蘭準備回到書房。這時他發現紫羅蘭也在微微冒煙，因為酸沫濺在上面去了。他想應該把這些酸沫洗掉否則紫羅蘭會遭到腐蝕，於是把花放在水盆裡浸洗，自己坐在窗前。過了一會兒發現盆子中出現奇跡﹗這些紫羅蘭竟然變成了紅色。波義耳把書本扔到一邊，立刻拿起花籃回到實驗室。要求實驗員準備幾個杯子，在每個杯子中裝一種酸並注入一些水，然後他把紫羅蘭花束分別放入各種酸溶液中。他靜靜地注意觀察著，發現花朵的紫藍色逐漸變成淺紅色，過了一會兒全部變成紅色了。

14. 酸可以，鹼呢？ • 　　波義耳認為這種現象十分有意義，他根據許多種已知酸使紫羅蘭變成紅色的事、實，概括出這樣的規律︰不僅鹽酸、硫酸能使紫羅蘭變成紅色，其它的所有酸也同樣可以把紫羅蘭從藍色轉變成紅色，其它的所有酸也同樣可以把紫羅蘭從藍色轉變成紅色。他認為這是一個很重要的發現，以後只需要把紫羅蘭的花瓣放進一種溶液中能輕而易舉地確定它是是不酸性。他們用水或酒精分別製取紫羅蘭的不浸液或酒精浸液作為檢查酸的溶液，比直接用紫羅蘭花朵方便得多。

15. 酸鹼指示劑的誕生 • 　　波義耳研究各種酸對紫羅蘭的作用，從而聯想到，紫羅蘭對鹼溶液是不是也有某種特殊的回應呢？是不是還有其它的有色植物，比紫羅蘭的效果更好呢？如果要解決這個問題，也只有用實驗回答。不畏疲勞、善於深思的波義耳為了尋求科學真理，進一步研究了有關鑑別酸、鹼溶液的方法。他發現不僅紫羅蘭、玫瑰花等或它們的浸液可以鑑別酸、鹼溶液，其它不少的藥草、地衣、有色樹皮和植物的根都具有區別酸、鹼溶液的作用。其中以石蕊的效果最後，遇酸變紅，遇鹼變藍。他們不僅把石蕊製成浸液，而且用浸液把紙浸透、烤乾，製成石蕊試紙。 • 　　他把能區別酸、鹼的這些藥劑，稱為酸鹼指示劑，用石蕊製成的紙，稱為石蕊試紙。把這種紙片放進被檢驗的溶液中，只要紙片改變了顏色，就能證明這種溶液是酸性還是鹼性的。不僅用酸鹼指示劑可以區分出酸、鹼，而且根據變色的程度可以粗略地反映出酸、鹼的程度。

16. 石蕊地衣

17. 酸和鹼 　 　 • 沐浴乳、洗面乳、香皂、化妝品等，常會在廣告中強調產品是弱酸或弱鹼性，絕對不傷皮膚。你知道什麼是酸？什麼是鹼嗎？怎樣可以知道東西是酸還是鹼呢？ • 大部分吃起來酸酸的東西都是酸性的，酸是某一類型的化學物質，不過，並不是每一種酸都可以拿來嘗，因為有些酸具有燒灼和腐蝕性，有些甚至會腐蝕玻璃或鋼，其危險性很高，因此，千萬不要隨便嘗不知名的物質。 • 鹼是另一類型的化學物質，摸起來黏黏滑滑的，跟酸一樣，強度各異，有些也具有燒灼和腐蝕性，因此，同樣不能隨便觸摸或嘗試，以免發生危險。

18. 知道水溶液性質的方法 • 想要知道物質的酸鹼性，可以用指示劑來測試；如果把吸水紙放進指示劑中浸泡，然後晾乾，所做成的指示劑試紙也可以用來檢驗物質的酸鹼性質。可以作為指示劑的天然物質很多，例如：紫色高麗菜、紅鳳菜、黑豆、以及各種色彩鮮豔的花等。以紫色高麗菜為例，把菜葉撕碎後，浸泡在熱水中，就可以得到紫色的汁液。這種紫色的汁液在酸性物質中會呈現紅色，在鹼性物質中會呈現藍綠色，在中性物質中則不會變色。

19. 什麼是化學 ？ • 化學是一門研究變化的科學。 • 這門科學主要是觀察不同種類的物質，以及探討它們之間如何互相作用。 • 化學變化隨時隨地在我們周遭發生。 • 醫生 • 農夫 • 廚師 • 製造業者

20. 水溶液的性質 • 訪問調查平常我們所喝飲料的成份 • 一般飲料會標示成份，例如：天然礦泉水、果糖、檸檬酸、天然香料、維生素C、乳酸鈣、果汁、蔗糖、碳酸水、焦糖、氯化鈉、檸檬酸鈉等。 • 依調查的結果進行分類，將常出現的成份列為相同，其餘的列為不同。

21. 水溶液的酸鹼性質注意：對於來源不明的水溶液，不要隨便用手觸摸或口嚐。水溶液的酸鹼性質注意：對於來源不明的水溶液，不要隨便用手觸摸或口嚐。 • 先用五官觀察分辨不同的水溶液。 這杯聞起來 　酸酸的 這杯模起來 　滑滑的 鹽水 糖水 醋 有些水溶液 透明無色 小蘇打水 汽水 肥皂水

22. 大自然中酸鹼存在 • 酸可以在水果中找到 • 檸檬 • 醋 • 具有酸味 • 鹼可以在清潔用品中找到 • 肥皂 • 小蘇打 • 摸起來有滑膩感

23. 植物的顏色密碼 • 植物本身的色素，通常對於酸鹼度非常的敏感。 • 繡球花種在酸性的土壤中會開藍色的花朵。 • 繡球花在中性和鹼性的土壤裡則開粉紅色花朵。

24. 水溶液的酸鹼性質 • 除了觀察顏色、氣味、用手觸摸等的感覺外，也可以用加熱、加其他東西到水溶液裡、用吸管吹吹看、用筷子快速攪拌等方式來分辨水溶液。 • 紫色高麗菜汁可以用來檢驗溶液的酸鹼性： • 遇到酸性水溶液，會反映出紅色系的顏色； • 遇到鹼性溶液，會反映出藍綠色系的顏色； • 遇到中性水溶液，不變色。 • 注意看，有時雖是同一色系，但顏色深淺不相同，這是因為酸鹼強弱程度不同。

25. 酸的通性 • 有酸酸的味道 • 會使石蕊試紙變紅 • PH＜7 • 會和碳酸化合物反應產生二氧化碳

26. 鹼的通性 • 嚐起來會有苦澀的味道 • 水溶液有滑滑的感覺 • 會使石蕊試紙變藍色 • PH＞7