2015年12月1日

酸還要更酸—天下第一酸

作者/高憲章(任職於淡江大學化學系,負責「化學遊樂趣」計畫,隨一台行動化學車全臺跑透透,說故事作實驗分享化學給學生們)

酸與鹼,是生活中接觸到的各種化學名詞中,最常出現也最淺顯易懂的,舉凡用來調味的醋、喝的碳酸飲料都含有酸,胃乳液、小蘇打都是鹼。洗廁所要用鹽酸、半導體蝕刻要用硫酸、硝酸,這些酸都是強酸,但,還有更強更猛的酸嗎?

早期的酸鹼學說
最初的酸鹼理論,是由現代化學之父拉瓦節(Antoine-Laurent de Lavoisier, 1743~1794)所提出的,當時化學家已經知道許多種類的酸,不過幾乎都是含氧酸,例如硝酸或是硫酸,因此,拉瓦節認為「氧」是酸的必要成分,是酸的生成者,並且把氧氣稱為酸素。三十年後,另外一位大師,發現最多化學元素的化學家戴維爵士(Sir Humphry Davy, 1st Baronet),發現氯化氫雖然是一種酸,但是卻不含氧原子,拉瓦節的「氧是酸的生成者」理論才被推翻。接著李比希(Justus Freiherr von Liebig)提出含有「氫」元素的物質才是酸,而且酸中的「氫」可以被金屬原子替換,這才建立了近代「酸」的定義。

含有氫的分子為酸, 但它是如何表現出酸性呢? 這是化學史上非常經典的故事, 阿瑞尼斯(Svante August Arrhenius, 1859~1927)在博士論文提出電解質的理論,他認為酸、鹼以及鹽類在溶於水後會電解分離(electrolytic dissociation),形成陰離子與陽離子存在於水中,但是在論文答辨時,口試委員們無法接受這樣一個革命性的論點,但是又無法駁倒他,最後只給他的論文打了一個勉強及格的分數。還好,阿瑞尼斯並沒有因此而喪氣,經過其他學者研究探討,終於建立了電解質的阿瑞尼斯理論,他也於1903年獲頒諾貝爾化學獎。......【更多內容請閱讀科學月刊第552期】

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