同學

你還記得阿瑞尼斯的酸鹼理論嗎？

從理論可以得知

鹼是溶於水可生成氫氧根離子的物質

而氫氧根離子可能來自鹼本身

例如氫氧化鈉、氫氧化鋁等

也可能是因為鹼本身與水中的氫離子結合

而生成氫氧根離子

這個現象稱為「水解」

例如

氨分子在水中

會與氫離子結合生成銨根與氫氧根離子

與之前在課程

「【觀念】弱酸的解離」

提過的觀念類似

一般我們將氫氧根離子可幾乎完全解離或水解的鹼

歸類為「強鹼」

反應式以單向箭頭表示

部分解離或水解的鹼則歸類為「弱鹼」

以雙向箭頭表示

同樣地

你會在本影片中學到

如何用量化的方式表達「鹼」的強度

弱鹼的解離與水解

是可逆的動態平衡

可以用畫面中的可逆反應式表示

科學家將此類反應的平衡常數

稱為鹼的解離常數

簡稱Kb

請同學注意喔

弱鹼的水解反應式中

因為液態水的濃度為定值

所以不會列入Kb的定義式中

不同的鹼有不同的Kb值

在固定濃度下

鹼的Kb值越大

其解離或水解的程度越大

鹼性越強

強鹼的氫氧根離子幾乎完全解離

可將Kb視為無限大

同學們

請試著回答這個問題

參考附表

請問相同濃度的二甲胺、三甲胺

何者鹼性較強？

答案是二甲胺

因為它的Kb比較大

你答對了嗎？

接著再試試看這個問題

請問相同濃度的甲基銨離子、銨離子

何者酸性較強？

答案是銨離子

因為甲基銨離子、銨離子

分別為甲胺和氨的共軛酸

而較弱鹼的共軛酸較強

由Kb可得知氨為較弱鹼

因此銨離子的酸性較強

你答對了嗎？

我們除了可以使用鹼的解離常數Kb

判斷鹼性強度之外

也可以將Kb用來計算水溶液中的氫氧根離子濃度、

pH值以及解離度等

接下來我們用25度C、

0.1 M的氨水溶液為例進行計算

首先

寫出氨水解的反應式和氨Kb的表示式

水解反應開始前

氨水的濃度是0.1 M

而離子的濃度皆為0

接著x M的氨分子發生水解反應

由反應式的係數比

可得知反應過程中分別生成了x M的氫氧根離子

以及銨根離子

反應達平衡時

氨分子、氫氧根離子、銨根離子的濃度

分別為（0.1減x）M、x M、x M

將平衡時的濃度和解離常數

代入Kb定義式中

可列出畫面中的等式

由於x相較於0.1是很小的數值

因此可將0.1減x視為0.1

計算可得x等於1.3乘以10負三次方

也就是在0.1 M的氨水溶液中

氫氧根離子的濃度為1.3乘10負三次方M

並可進一步求得pOH值為2.9

也就是pH值為11.1

解離度為1.3%

接著

請同學計算25度C、

0.01 M的氨水溶液中的氫氧根離子濃度、

pH值以及解離度

答案是氫氧根離子濃度為4.2乘以10的負四次方M、

pH值10.6、解離度4.2%

你答對了嗎？

我們比較一下25度C時

0.1 M與0.01 M的氨水溶液

可以發現跟課程

「【觀念】弱酸的解離」類似的結論

濃度較高的氨水溶液

其氫氧根離子濃度較高

同時pH值也較高

但解離度較低

我們可利用勒沙特列原理解釋

加水稀釋時

平衡會向右移動

氫氧根離子濃度增加

但無法回復到原本的濃度

因為所有物質都同時被稀釋了

因此

濃度較高的氨水溶液

其氫氧根離子濃度較高

同時pH值也較高

其解離度較低

同學們

還記得哪些因素會影響平衡常數的大小呢？

沒錯

答案就是物質的本性及溫度

在本影片中所介紹的鹼的解離常數Kb

也屬於平衡常數的一種

因此也會受物質的本性影響

如剛才所提過的

不同種類的鹼會有不同的Kb值

而鹼的解離反應會伴隨能量的改變

改變溫度時

平衡會移動

造成Kb隨之改變

最後讓我們複習一下今天學到的觀念

與酸的Ka同理

我們可以利用Kb來評估鹼的強度

也能利用Kb來計算鹼的水溶液中的氫氧根離子濃度、

pH值以及解離度

相同濃度下

鹼的Kb越大

代表鹼性越強

解離度越高

對於定溫下的同一種鹼而言

濃度越高

鹼性越強

解離度越低

氫氧化鋁從化學式來看

是一種弱鹼

但如果你試著搜尋它的Kb值

你會發現查不到資料

想想看這是為什麼呢？

歡迎在影片下方留言區告訴我們你的答案

我們下次見