酸碱指示剂介绍及配制七彩指示剂-教案

1、-1-教学活动实施过程课目领域名称：酸硷指示剂介绍及配制七彩指示剂课程说明学生了解酸硷的意义及酸硷指示剂呈色原理学会计算pH值了解酸硷中和的意义培养学生动手做的能力评量方式学习盐酸及氢氧化钠配制学生利用量筒、玻棒，酸硷指示剂、盐酸及氢氧化钠及广用试剂调制成七彩颜色溶液教学时间教学活动50分钟；成果发表分享50分钟活动说明教学活动时间备注介绍酸硷指示剂及呈色原理讲解酸硷中和反应教师教导盐酸及氢氧化钠溶液配制教导学生进行实验操作时应汪意事项10分钟学生在国中时多数已经了解酸硷指示剂本身为一种弱的有机酸（HIn）或弱的有机硷（In），在溶液中部分解离，以平衡状态存在。但是却没真的使用过指示剂做过实验

2、利用这个机会老师可以展示实验室中常用指示剂，让学生了解。很多学生误认为酚酞为液态指示剂，老师可藉由指示剂的配制说明，让学生了解酚酞等指示剂是取之于大自然的植物多数属于有机化合物，可溶于乙醇、乙醚中，但其极性较小，故不溶于水；实验时，大都配成酒精溶液使用。酚酞实为弱酸性物质，故碱性物质有助于其溶解。在国中时学生已经学过盐酸及氢氧化钠溶液配制，提醒学生注意酸硷溶液配制为放热反应须注意配制时必须将盐酸或氢氧化钠放入水中，避免溶液飞溅造成危险。提醒学生酸硷中和为放热反应少量的酸放入碱性溶液中可以调整为弱碱溶液。5.七彩试管的配制（1）每组准备直径1公分长度约14.5公分的试管7支（2）5%广用指示剂水

3、溶液5mL（3）0.1MNaOH（4）0.1MHCl（5）蒸馏水适量（6）滴管2支（7）烧杯100mL2个利用酸硷中和原理及广用试剂调出红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等七种颜色的试管6.拍照存证及填写学习单5分钟看似简单的酸硷中和原理要利用广用试剂调配成七种颜色的试管其实不如想象中简单尤其是弱酸时的橙色在配制过程中最不易做出来。若是有同学很快做出实验结果可以开放学生到校园寻找天然的植物或花草，例如三月校园里常见的杜鹃花就是天然指示剂。将其研磨后，以滴管吸取汁液放至50mL烧杯中，加入少量的盐酸或氢氧化钠观察汁液颜色变化加入盐酸：紫红色加入氢氧化钠：绿色将各组实验结果拍照，并填写学习单叙述实验心得，

4、重点在于拍照分享，藉由组员间互相讨论了解实验技巧。老师可以交代回家作业|：利用紫色高丽菜、红凤菜、葡萄皮等，配合家里小苏打及白醋的使用，将|A4大小宣纸（玮法用纸）染色，下周带来一起分享创意作品。教学成果图一图三图一:图二图三:图二老师及学生心得分、享采集杜鹃花汁液杜鹃花汁液酸硷变色利用酸硷中和化学剂量概念及广用试剂调配成七彩颜色的溶液。学生：1.调配溶液酸碱度不如想象中容易，广用试剂好好玩！老师：应该将盐酸及氢氧化钠浓度调配相同，如此溶液酸碱度较易控制，不要只凭感觉（纯盐酸是12M）杜鹃花汁液在酸性溶液时是紫红色，在碱性溶液时是绿色。试试看一些水果皮，例如：葡萄皮，也可以当作指示剂喔！附录一

5、】酸硷的基本性质及酸硷中和原理国中自然与生活科技曾讨论电解质的基本性质，其中包括酸(acid)与硷(base)。一般而言，酸性物质如柠檬和柑橘，多具有酸味，主要原因是果汁内含有丰富的柠檬酸与抗坏血酸(维生素C)等酸性物质；至于碱性物质，则多具有涩味，而且触感滑腻。不过以味觉或触觉辨识酸硷物质，并非完全适宜，因为许多酸硷有腐蚀性，绝不可以品尝或触摸。酸硷物质的基本特性与其实验定义酸硷有酸味有涩味，具有滑腻感可使蓝色石蕊试纸变为红色可使红色石蕊试纸变为蓝色水溶液会导电水溶液会导电酸硷反应又称为中和反应，是氢离子(酸)与氢氧离子(硷)结合成水的反应。以盐酸与氢氧化钠水溶液的反应为例，强电解质可视为完

6、全解离，消去未参与反应的离子，再加上反应热。HCI(aq)+NaOH(aq)*NaCI(aq)+H20(l)H+(aq)+C|-(aq)+Na+(aq)+0H(aq)一*Na+(aq)+Cl(aq)+H20(I)H+(aq)+OH(aq)一H20(I)AH=56kJ但弱酸与强碱反应、强酸与弱碱反应或弱酸与弱碱反应，因部分反应物未完全解离，其离子反应式无法简化，中和热也非定值。CH3C00H(aq)+Na+(aq)+0H-(aq)-*CH3C00-(aq)+Na+(aq)+H20(|)H+(aq)+C|-(aq)+NH3(aq)一*NH4+(aq)+C|(aq)CH3C00H(aq)+NH3(a

7、q)一*匕+刖+理80-刖由于酸硷作用时，亦伴随着盐的生成，例如：H2S04()24(aq)+Ca(0H)2(aq)*CaS04(s)+2H20(l)酸硷盐水HN03()3(aq)+K0H(aq)-KN03(aq)+H20(l)酸硷盐水所以中和反应也可定义成酸硷作用产生盐与水的反应。酸硷中和反应常应用于家居生活与医药保健中，例如烘烤面包时所使用的膨松剂(主要含小苏打(NaHC03),市售某些发粉分为A、B两包，混合后静置产生二氧化碳，便是利用下述酸硷反应：HC03-(aq)+H+(aq)-*H20(l)+C02(g)而使得面团变得松软可口。胃乳为胃药的一种，可以抑制胃酸过多时所引起的身体不适。

8、事实上，胃乳或胃酸抑制锭之能有效减轻胃部不适，主要是利用氢氧化镁、氢氧化铝等碱性物质经由酸硷反应以中和胃酸：MgQHH)+2H+(aq)A|(OH)3(s)+3H+(aq)皿02+仙)+2H2(|)fAl3+(aq)+3H2(l)植物若长期暴露于酸性环境中，树叶将无法顺利进行光合作用而逐渐枯萎死亡。酸雨可与土壤中的氧化铝进行酸硷反应而生成铝离子：Al23(s)+6H+2Al3+3H2如果树木吸收过多铝离子时，根部将逐渐萎缩，而丧失水土保持功能。如果动物长期呼吸含有酸性物质的空气，则易引起肺部疾病，如气喘或支气管炎。为有效分析酸、硷物质含量或浓度，我们可藉由酸硷中和反应，将已知浓度的酸（或硷）逐

9、滴加入待测溶液中，以得知待测溶液中硷（或酸）的含量，此种分析方法，称为酸硷滴定。一般实验室中常用的酸、硷试剂有：盐酸、硝酸与硫酸，以及氢氧化钠与氢氧化钾等。然而，由于潮解或挥发等因素，多数酸硷试剂的标示成分或浓度常与实验情况有异，因此利用这些试剂之前，必须施以浓度校正（或标定），例如，以已知浓度的NaH水溶液标定盐酸，或以邻苯二甲酸氢钾（简称KHP）标定氢氧化钠水溶液。现在以0.100M的盐酸与0.100M的氢氧化钠为例，说明酸硷滴定的一般原理与应用。当NaH水溶液逐滴加入HCI溶液，一般溶液中的氢离子浓度将逐渐降低，其pH值逐渐增高。滴定过程中，当酸和硷剂量相等时，也就是H+的总莫耳数等于0

10、H-的总莫耳数时，称为当量点（equivaleneepoint）。然而，由于酸硷溶液多不具有颜色，因此滴定是否达到当量点通常无法以视觉直接判断，而必须仰赖pH仪或是酸硷指示剂（acid-baseindicator）的变色予以识别。指示剂是会因pH值变化而改变颜色的色素，广用指示剂可在不同pH值呈现多种不同的颜色变化。广用指示剂在不同pH值会呈现多种不同的颜色变化当滴定至指示剂变色时，此点即为滴定终点（endpoint）。各种酸硷指示剂均有其适用范围，而且实验操作者对颜色的辨识敏感度也常因人而异，因此利用酸硷指示剂所获得的滴定终点并不真正代表当量点，二者之间不尽相同。事实上，除了上述酸硷指示剂外

11、，许多常见花卉、蔬菜，如紫色高丽菜、波斯菊甚至葡萄皮，其所含的色素可在不同pH值下显现不同颜色，因此也可作为简易酸硷指示剂，辨识酸碱度。附录二】延伸实验：七彩魔法池、“膜”球威力一、彩虹泉之水：七彩神秘魔法池！闯关者使用氢氧化钠和盐酸在适当比例下，利用不同的指示剂下调配出七彩颜色，并会解释指示剂颜色变化的原理即为过关，！此外学生对于“彩虹泉之水”觉得很新奇，虽然原理很简单，利用酸性及碱性溶液让各种不同指示剂变色，百闻不如一见觉得可以看到课本叙述的指示剂变色情形重现，觉得非常开心图左：利用酸性及碱性溶液使广用试剂变成七彩颜色二、“膜”球的威力：1.海藻酸钠性质海藻酸又称藻酸、褐藻酸、海藻素，是存

12、在于褐藻细胞壁中的一种天然多糖。通常纯品为白色到棕黄色纤维、颗粒或粉末。海藻酸易与阳离子形成凝胶，如海藻酸钠等，被称为海藻胶、褐藻胶或藻胶。海藻酸（Alginicacid）是由单糖醛酸线性聚合而成的多糖，单体为B-D-甘露醛酸（M）和a-L-古罗糖醛酸（G）。M和G单元以M-M,G-G或M-G的组合方式通过1，4糖苷键相连成为嵌段共聚物。海藻酸的实验式为（C6H8O6）n，分子量范围从1万到60万不等。0H000mH0H0OH，02.实验步骤：（1）取海藻酸钠（SodiumAlginate）约2克，放入烧杯子中，再加水100mL。（2）持续搅拌使海藻酸钠充分溶解。（3）取氯化钙（CaC12）7克，放置于杯子中，再加水一公升，并搅拌充分溶解。（4）取5个100mL烧杯，分别倒入20mL海藻酸钠溶液。（5）利用酸硷中和原理及广用试剂，配制至少