同學們都學過酸鹼指示劑， 它可以用來測量未知溶液的酸鹼度， 包括藍色紅色石蕊試紙、 廣用試紙等等； 也有溶液型態的指示劑， 例如石蕊試劑、廣用試劑。 不管是試紙或是溶液型態的指示劑， 他們都具有相同的功能。 那酸鹼指示劑是如何被發現的呢？ 古時候的人們知道利用植物的漿汁來將衣料染色， 甚至知道在這些漿汁中加入不同的物質， 除了增加顯色程度外， 還可以讓漿汁變成不同的顏色， 這些顏色也讓當時的生活變得更多采多姿。 但為什麼會有顏色的改變， 當時人們仍一知半解。 直至西元1660年英國物理化學家 羅伯特•波以耳的好奇心， 讓這些會變色的植物漿汁確定了它們的科學價值， 這一天， 波以耳開始忙碌的一天， 家裡的管家在實驗桌上擺放了從花園採來的紫羅蘭。 一個意外讓鹽酸噴濺到桌上的紫羅蘭， 波以耳急忙清洗飛濺的液體， 沒想到經過沖洗後花朵大部分面積居然變成紅色， 這個變化觸動了波以耳的好奇心。 波以耳接著用他所取得的紫羅蘭萃取液去做測試， 發現不同的酸性溶液都會讓萃取液變成紅色。 他也擴大植物的來源， 包括石蕊地衣、矢車菊、石蒜雪花蓮、胭脂花及玫瑰的花瓣等。 利用酒精與水浸泡這些植物， 發現製得的溶液， 像是石蕊地衣遇酸會變紅色、遇鹼會變藍色。 這種會因為酸鹼性變色的溶液， 後來稱之為「酸鹼指示劑」。 我們也可以找到具有相同特性的植物， 例如「蝶豆花」來製作酸鹼試劑， 並透過顏色變化進行生活中常見物質的酸鹼度測試。 這次使用的實驗器材如畫面所示。 會使用的實驗藥品包含1M的鹽酸溶液20毫升、 1M的氫氧化鈉溶液20毫升， 以及乾燥蝶豆花約20朵。 首先取20朵乾燥蝶豆花， 加入100毫升、80℃熱水靜置10分鐘， 觀察顏色不再變化， 冷卻至室溫後吸取澄清液備用。 接著預備六根試管， 依序以標籤紙標記為1至6， 使用安全吸球與吸量管取1毫升的1M鹽酸， 加至標記為1的試管內， 再加入9毫升的蒸餾水， 此時該溶液pH值為1； 再以安全吸球與乾淨的吸量管 由第一根試管吸取1毫升加到第二根試管中， 並於第二根試管中加9毫升的蒸餾水， 此時第二根試管的pH值為2， 重複這個動作， 直到第六根試管的pH值為6。 然後取一根試管標記為7， 此根試管請加入10毫升的蒸餾水。 再來準備7根試管， 分別標註為8至14， 使用安全吸球與吸量管取10毫升的1M氫氧化鈉， 加至標記為14的試管中， 此試管溶液為pH14。 再繼續使用安全吸球與吸量管取1毫升的pH14的氫氧化鈉， 加至標記為13的試管內， 再加入9毫升的蒸餾水， 此時該溶液pH值為13， 重複這個動作， 直到第7根試管pH值為8為止。 將每根試管依編號順序排好， 接著在每根試管中加入蝶豆花萃取液數滴， 混合均勻後， 紀錄不同pH值所呈現的顏色。 我們也可以取生活中的常見物品來作檢測， 例如：檸檬汁、白醋、雪碧、蒸餾水、 糖水、小蘇打粉、漂白水， 加入蝶豆花萃取液後， 觀察顏色的變化， 並記錄下來。 現在你可以從紀錄的實驗結果與指示劑 在不同pH下所呈現的顏色， 判斷出這些物質的pH值嗎了嗎？ 我們在實驗室中會接觸到的指示劑， 有些是以試紙的形態來做測試， 有些則以溶液的型態來使用， 像是石蕊、溴瑞香草藍、酚紅、酚酞、廣用試劑。 接下來讓我們透過一個小測驗， 看看同學們是否都了解酸鹼指示劑的應用囉。 可以發現不同的酸鹼指示劑在相同的pH值下會有不同的顏色， 例如某一酸性溶液， 其pH值為4， 若以石蕊試劑測之會呈現紅色； 若以溴瑞香草藍檢測則是黃色； 酚紅檢測為黃色； 以酚酞測之， 溶液則維持透明； 廣用試劑檢測則是呈現淡淡的黃綠色。 所以對相同pH值的溶液， 使用不同的酸鹼指示劑就會有不同的顏色效果。 另外， 應該有同學發現， 指示劑的變色都是一個範圍， 例如對石蕊試劑而言， 酸性都是紅色的， 鹼性幾乎都是藍色的。 那就會出現一個問題， 如果未知溶液檢測出來是紅色， 那該溶液的pH值是5？1.5？還是3.2呢？ 所以單單用指示劑做為溶液酸鹼度的測量是不夠精準的。 因此科學研究上就使用可量測溶液pH值的pH計， 進行精準測量。 市面上就有販售各式各樣的pH計。 學到這裡， 讓我們來總結一下這支影片的學習內容。 酸鹼指示劑在不同酸鹼度溶液中會呈現不同的顏色， 因此可以用來檢測物質的酸鹼性。 但是酸鹼指示劑變色的區域通常為一個範圍， 所以對於需要精確知道酸鹼性的情況， 例如環境檢測時， 工廠的放流水都有一定的規範， 這時候就需要科學儀器， pH計來測量， 避免變色的程度造成目視判斷的誤差。 今天這門課提到酸鹼指示劑都是由植物而來， 同學們可以想一想， 生活中有哪些物質也可以作為指示劑？ 你想到了嗎？