pH 與酸鹼指示劑

選定溶液種類與濃度，即時算出 pH 與 [H⁺]／[OH⁻]，並看所選指示劑（石蕊／酚酞／甲基橙／廣用）在該 pH 呈現的顏色；透過強酸與弱酸的對比，理解「強弱」講的是解離程度、「濃稀」講的是濃度，兩者截然不同。

t = 0.00 s

pH 對濃度（紅點＝目前溶液）

實驗數據

尚無記錄。調整參數、完成一次量測後，按「記錄本次數據」把結果存進表格。

實驗參數

溶液種類

濃度 C（對數刻度）

指示劑

即時量測

pH 值

—

酸鹼性

—

[H⁺]（M）

—

[OH⁻]（M）

—

畫面符號圖例

pH：酸鹼值（<7 酸、7 中性、>7 鹼）；pH 色帶／顏色＝指示劑對應色

實驗任務

強酸不等於濃酸：把濃度都設為 0.1 M，比較「強酸 HCl」與「弱酸醋酸」的 pH。兩者濃度相同，為什麼 pH 差了將近 2 個單位？（提示：想想醋酸只有一小部分解離出 H⁺。）
稀釋 10 倍：選「強酸 HCl」，把濃度從 0.1 M 調到 0.01 M（濃度變成 1／10）。先預測 pH 會怎麼變，再看讀數驗證——為什麼強酸稀釋 10 倍，pH 剛好上升 1？
選對指示劑：你手上有一杯 pH 3 的溶液與一杯 pH 6 的溶液（兩杯都是酸性）。用石蕊能區分它們嗎？換成甲基橙或廣用指示劑呢？找出能分辨這兩杯的指示劑並說明理由。

模型與假設

pH 計算（25 °C，Kw＝1×10⁻¹⁴）：強酸 [H⁺]＝C、強鹼 [OH⁻]＝C（完全解離）；弱酸 [H⁺]＝√(Ka·C)、弱鹼 [OH⁻]＝√(Kb·C)，醋酸 Ka 與氨 Kb 均取 1.8×10⁻⁵。 pH＝−log₁₀[H⁺]，並由 [H⁺][OH⁻]＝Kw 反推另一離子濃度。
假設：活性係數 ≈ 濃度（理想稀溶液）；弱酸／弱鹼近似 [H⁺]＝√(Ka·C) 僅在 C ≫ Ka 時成立；除接近中性外忽略水的自解離（強酸／強鹼在極稀時 pH 會自動趨近 7）。
顏色：右側直條為廣用指示劑標準色帶（pH 1 紅 → 7 綠 → 14 紫）；燒杯內為所選指示劑在該 pH 呈現的顏色。離子點陣為對數示意，非實際數量比例。

--

2

--

32.3%

140.05

82.02%

62,201

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