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測酸鹼的試紙,是因應水溶液中的氫離子濃度與氫氧根離子濃度而轉色的。
以石蕊試紙為例:當水溶液中氫離子濃度明顯大於氫氧根離子濃度時,石蕊呈紅色(酸性顏色);當水溶液中氫離子濃度明顯小於氫氧根離子濃度時,石蕊呈藍色(鹼性顏色);當水溶液中氫離子濃度約相等於氫氧根離子濃度時,石蕊呈紫色(中性顏色)。
氣體呈分子結構,不含氫離子或氫氧根離子,因此不能使測酸鹼試紙變色。但當酸性氣體或鹼性氣體時,便會與水反應,分別生成氫離子和氫氧根離子,使測酸鹼試紙轉色。
例如:二氧化硫是酸性氣體。用乾燥的測酸鹼試紙測試二氧化硫氣體時,由於二氧化硫氣體呈分子結構,不含氫離子或氫氧根離子,故此乾燥測酸鹼試紙不會變色。用以水濕潤的測酸鹼試紙測試時,則二氧化硫與水反應,生成氫離子。水溶液中的氫離子使測酸鹼試紙呈酸性顏色(如石蕊試紙變紅色)。
SO2(g) + H2O(l) → H2SO3(aq)
H2SO3(aq) ⇌ H⁺(aq) + HSO3⁻(aq) ⇌ 2H⁺(aq) + SO3²⁻(aq)
又例如:氨氣是鹼性氣體。用乾燥的測酸鹼試紙測試氨氣時,由於氨氣呈分子結構,不含氫離子或氫氧根離子,故此乾燥測酸鹼試紙不會變色。用以水濕潤的測試酸鹼試紙測時,則氨氣溶與水反應,生成氫氧根離子。水溶液中的氫氧根離子使測酸鹼試紙呈鹼性顏色(如石蕊試紙變藍色)。
NH3(g) + aq → NH3(aq)
NH3(aq) + H2O(l) ⇌ NH4⁺(aq) + OH⁻(aq)