酸堿指示劑介紹及配制七彩指示劑-教案

1、-1-教學(xué)活動(dòng)實(shí)施過程課目領(lǐng)域名稱：酸鹼指示劑介紹及配制七彩指示劑課程說明學(xué)生了解酸鹼的意義及酸鹼指示劑呈色原理學(xué)會(huì)計(jì)算pH值了解酸鹼中和的意義培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手做的能力評量方式學(xué)習(xí)鹽酸及氫氧化鈉配制學(xué)生利用量筒、玻棒，酸鹼指示劑、鹽酸及氫氧化鈉及廣用試劑調(diào)制成七彩顏色溶液教學(xué)時(shí)間教學(xué)活動(dòng)50分鐘；成果發(fā)表分享50分鐘活動(dòng)說明教學(xué)活動(dòng)時(shí)間備注介紹酸鹼指示劑及呈色原理講解酸鹼中和反應(yīng)教師教導(dǎo)鹽酸及氫氧化鈉溶液配制教導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作時(shí)應(yīng)汪意事項(xiàng)10分鐘學(xué)生在國中時(shí)多數(shù)已經(jīng)了解酸鹼指示劑本身為一種弱的有機(jī)酸（HIn）或弱的有機(jī)鹼（In），在溶液中部分解離，以平衡狀態(tài)存在。但是卻沒真的使用過指示劑做過實(shí)驗(yàn)

2、利用這個(gè)機(jī)會(huì)老師可以展示實(shí)驗(yàn)室中常用指示劑，讓學(xué)生了解。很多學(xué)生誤認(rèn)為酚酞為液態(tài)指示劑，老師可藉由指示劑的配制說明，讓學(xué)生了解酚酞等指示劑是取之于大自然的植物多數(shù)屬于有機(jī)化合物，可溶于乙醇、乙醚中，但其極性較小，故不溶于水；實(shí)驗(yàn)時(shí)，大都配成酒精溶液使用。酚酞實(shí)為弱酸性物質(zhì)，故堿性物質(zhì)有助于其溶解。在國中時(shí)學(xué)生已經(jīng)學(xué)過鹽酸及氫氧化鈉溶液配制，提醒學(xué)生注意酸鹼溶液配制為放熱反應(yīng)須注意配制時(shí)必須將鹽酸或氫氧化鈉放入水中，避免溶液飛濺造成危險(xiǎn)。提醒學(xué)生酸鹼中和為放熱反應(yīng)少量的酸放入堿性溶液中可以調(diào)整為弱堿溶液。5.七彩試管的配制（1）每組準(zhǔn)備直徑1公分長度約14.5公分的試管7支（2）5%廣用指示劑水

3、溶液5mL（3）0.1MNaOH（4）0.1MHCl（5）蒸餾水適量（6）滴管2支（7）燒杯100mL2個(gè)利用酸鹼中和原理及廣用試劑調(diào)出紅、橙、黃、綠、藍(lán)、靛、紫等七種顏色的試管6.拍照存證及填寫學(xué)習(xí)單5分鐘看似簡單的酸鹼中和原理要利用廣用試劑調(diào)配成七種顏色的試管其實(shí)不如想象中簡單尤其是弱酸時(shí)的橙色在配制過程中最不易做出來。若是有同學(xué)很快做出實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以開放學(xué)生到校園尋找天然的植物或花草，例如三月校園里常見的杜鵑花就是天然指示劑。將其研磨后，以滴管吸取汁液放至50mL燒杯中，加入少量的鹽酸或氫氧化鈉觀察汁液顏色變化加入鹽酸：紫紅色加入氫氧化鈉：綠色將各組實(shí)驗(yàn)結(jié)果拍照，并填寫學(xué)習(xí)單敘述實(shí)驗(yàn)心得，

4、重點(diǎn)在于拍照分享，藉由組員間互相討論了解實(shí)驗(yàn)技巧。老師可以交代回家作業(yè)|：利用紫色高麗菜、紅鳳菜、葡萄皮等，配合家里小蘇打及白醋的使用，將|A4大小宣紙（瑋法用紙）染色，下周帶來一起分享創(chuàng)意作品。教學(xué)成果圖一圖三圖一:圖二圖三:圖二老師及學(xué)生心得分、享采集杜鵑花汁液杜鵑花汁液酸鹼變色利用酸鹼中和化學(xué)劑量概念及廣用試劑調(diào)配成七彩顏色的溶液。學(xué)生：1.調(diào)配溶液酸堿度不如想象中容易，廣用試劑好好玩！老師：應(yīng)該將鹽酸及氫氧化鈉濃度調(diào)配相同，如此溶液酸堿度較易控制，不要只憑感覺（純鹽酸是12M）杜鵑花汁液在酸性溶液時(shí)是紫紅色，在堿性溶液時(shí)是綠色。試試看一些水果皮，例如：葡萄皮，也可以當(dāng)作指示劑喔！附錄一

5、】酸鹼的基本性質(zhì)及酸鹼中和原理國中自然與生活科技曾討論電解質(zhì)的基本性質(zhì)，其中包括酸(acid)與鹼(base)。一般而言，酸性物質(zhì)如檸檬和柑橘，多具有酸味，主要原因是果汁內(nèi)含有豐富的檸檬酸與抗壞血酸(維生素C)等酸性物質(zhì)；至于堿性物質(zhì)，則多具有澀味，而且觸感滑膩。不過以味覺或觸覺辨識(shí)酸鹼物質(zhì)，并非完全適宜，因?yàn)樵S多酸鹼有腐蝕性，絕不可以品嘗或觸摸。酸鹼物質(zhì)的基本特性與其實(shí)驗(yàn)定義酸鹼有酸味有澀味，具有滑膩感可使藍(lán)色石蕊試紙變?yōu)榧t色可使紅色石蕊試紙變?yōu)樗{(lán)色水溶液會(huì)導(dǎo)電水溶液會(huì)導(dǎo)電酸鹼反應(yīng)又稱為中和反應(yīng)，是氫離子(酸)與氫氧離子(鹼)結(jié)合成水的反應(yīng)。以鹽酸與氫氧化鈉水溶液的反應(yīng)為例，強(qiáng)電解質(zhì)可視為完

6、全解離，消去未參與反應(yīng)的離子，再加上反應(yīng)熱。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但弱酸與強(qiáng)堿反應(yīng)、強(qiáng)酸與弱堿反應(yīng)或弱酸與弱堿反應(yīng)，因部分反應(yīng)物未完全解離，其離子反應(yīng)式無法簡化，中和熱也非定值。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-刖由于酸鹼作用時(shí)，亦伴隨著鹽的生成，例如：H2S04()24(aq)+Ca(0H)2(aq)*CaS04(s)+2H20(l)酸鹼鹽水HN03()3(aq)+K0H(aq)-KN03(aq)+H20(l)酸鹼鹽水所以中和反應(yīng)也可定義成酸鹼作用產(chǎn)生鹽與水的反應(yīng)。酸鹼中和反應(yīng)常應(yīng)用于家居生活與醫(yī)藥保健中，例如烘烤面包時(shí)所使用的膨松劑(主要含小蘇打(NaHC03),市售某些發(fā)粉分為A、B兩包，混合后靜置產(chǎn)生二氧化碳，便是利用下述酸鹼反應(yīng)：HC03-(aq)+H+(aq)-*H20(l)+C02(g)而使得面團(tuán)變得松軟可口。胃乳為胃藥的一種，可以抑制胃酸過多時(shí)所引起的身體不適。

8、事實(shí)上，胃乳或胃酸抑制錠之能有效減輕胃部不適，主要是利用氫氧化鎂、氫氧化鋁等堿性物質(zhì)經(jīng)由酸鹼反應(yīng)以中和胃酸：MgQHH)+2H+(aq)A|(OH)3(s)+3H+(aq)皿02+仙)+2H2(|)fAl3+(aq)+3H2(l)植物若長期暴露于酸性環(huán)境中，樹葉將無法順利進(jìn)行光合作用而逐漸枯萎死亡。酸雨可與土壤中的氧化鋁進(jìn)行酸鹼反應(yīng)而生成鋁離子：Al23(s)+6H+2Al3+3H2如果樹木吸收過多鋁離子時(shí)，根部將逐漸萎縮，而喪失水土保持功能。如果動(dòng)物長期呼吸含有酸性物質(zhì)的空氣，則易引起肺部疾病，如氣喘或支氣管炎。為有效分析酸、鹼物質(zhì)含量或濃度，我們可藉由酸鹼中和反應(yīng)，將已知濃度的酸（或鹼）逐

9、滴加入待測溶液中，以得知待測溶液中鹼（或酸）的含量，此種分析方法，稱為酸鹼滴定。一般實(shí)驗(yàn)室中常用的酸、鹼試劑有：鹽酸、硝酸與硫酸，以及氫氧化鈉與氫氧化鉀等。然而，由于潮解或揮發(fā)等因素，多數(shù)酸鹼試劑的標(biāo)示成分或濃度常與實(shí)驗(yàn)情況有異，因此利用這些試劑之前，必須施以濃度校正（或標(biāo)定），例如，以已知濃度的NaH水溶液標(biāo)定鹽酸，或以鄰苯二甲酸氫鉀（簡稱KHP）標(biāo)定氫氧化鈉水溶液?，F(xiàn)在以0.100M的鹽酸與0.100M的氫氧化鈉為例，說明酸鹼滴定的一般原理與應(yīng)用。當(dāng)NaH水溶液逐滴加入HCI溶液，一般溶液中的氫離子濃度將逐漸降低，其pH值逐漸增高。滴定過程中，當(dāng)酸和鹼劑量相等時(shí)，也就是H+的總莫耳數(shù)等于0

10、H-的總莫耳數(shù)時(shí)，稱為當(dāng)量點(diǎn)（equivaleneepoint）。然而，由于酸鹼溶液多不具有顏色，因此滴定是否達(dá)到當(dāng)量點(diǎn)通常無法以視覺直接判斷，而必須仰賴pH儀或是酸鹼指示劑（acid-baseindicator）的變色予以識(shí)別。指示劑是會(huì)因pH值變化而改變顏色的色素，廣用指示劑可在不同pH值呈現(xiàn)多種不同的顏色變化。廣用指示劑在不同pH值會(huì)呈現(xiàn)多種不同的顏色變化當(dāng)?shù)味ㄖ林甘緞┳兩珪r(shí)，此點(diǎn)即為滴定終點(diǎn)（endpoint）。各種酸鹼指示劑均有其適用范圍，而且實(shí)驗(yàn)操作者對顏色的辨識(shí)敏感度也常因人而異，因此利用酸鹼指示劑所獲得的滴定終點(diǎn)并不真正代表當(dāng)量點(diǎn)，二者之間不盡相同。事實(shí)上，除了上述酸鹼指示劑外

11、，許多常見花卉、蔬菜，如紫色高麗菜、波斯菊甚至葡萄皮，其所含的色素可在不同pH值下顯現(xiàn)不同顏色，因此也可作為簡易酸鹼指示劑，辨識(shí)酸堿度。附錄二】延伸實(shí)驗(yàn)：七彩魔法池、“膜”球威力一、彩虹泉之水：七彩神秘魔法池！闖關(guān)者使用氫氧化鈉和鹽酸在適當(dāng)比例下，利用不同的指示劑下調(diào)配出七彩顏色，并會(huì)解釋指示劑顏色變化的原理即為過關(guān)，！此外學(xué)生對于“彩虹泉之水”覺得很新奇，雖然原理很簡單，利用酸性及堿性溶液讓各種不同指示劑變色，百聞不如一見覺得可以看到課本敘述的指示劑變色情形重現(xiàn)，覺得非常開心圖左：利用酸性及堿性溶液使廣用試劑變成七彩顏色二、“膜”球的威力：1.海藻酸鈉性質(zhì)海藻酸又稱藻酸、褐藻酸、海藻素，是存

12、在于褐藻細(xì)胞壁中的一種天然多糖。通常純品為白色到棕黃色纖維、顆?；蚍勰：Ｔ逅嵋着c陽離子形成凝膠，如海藻酸鈉等，被稱為海藻膠、褐藻膠或藻膠。海藻酸（Alginicacid）是由單糖醛酸線性聚合而成的多糖，單體為B-D-甘露醛酸（M）和a-L-古羅糖醛酸（G）。M和G單元以M-M,G-G或M-G的組合方式通過1，4糖苷鍵相連成為嵌段共聚物。海藻酸的實(shí)驗(yàn)式為（C6H8O6）n，分子量范圍從1萬到60萬不等。0H000mH0H0OH，02.實(shí)驗(yàn)步驟：（1）取海藻酸鈉（SodiumAlginate）約2克，放入燒杯子中，再加水100mL。（2）持續(xù)攪拌使海藻酸鈉充分溶解。（3）取氯化鈣（CaC12）7克，放置于杯子中，再加水一公升，并攪拌充分溶解。（4）取5個(gè)100mL燒杯，分別倒入20mL海藻酸鈉溶液。（5）利用酸鹼中和原理及廣用試劑，配制至少