物質性質

逆滲透

逆滲透 (Reverse Osmosis)
國立臺灣師範大學化學系學士生洪雋為

1逆滲透(reverse osmosis)是一種利用半透膜(semipermeable membrane)分離物質的方法,最早由美國加州大學洛杉磯分校(UCLA)的Sourirajan博士(Dr.S. Sourirajan)等科學家首先合成仿生物性選擇透膜,發現可由逆滲透原理分離液體內不同性質的物質,半透膜是一種選擇性透膜,只允許較小的溶劑分子通過,而較大的溶質大分子、離子等,則無法穿越。

吸收

吸收 (Absorption)
國立臺灣大學化學系學士生張育唐/國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

「吸收(Absorption)」和「吸附(Adsorption)」,兩個長得很相像的詞,常常被眾人混用。吸附指A物質「吸引附著」於B物質「表面」;而吸收是指A物質或是能量「吸引進入」到B物質的過程。所以我們說:氮氣「吸附」在沸石的表面,而不是氮氣被沸石「吸收」了;水「吸收」氨氣,而不是水「吸附」了氨氣,因為氨氣溶解進了水中。

活性(Activity)

活性(Activity)
國立台灣大學化學系學士生張育唐/國立台灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

「活性(Activity)」指的是化學熱力學中一個混合物中某成份(可以是溶質或溶劑)的「有效濃度(Effective concentration)或有效壓力(Effective pressure);及相對於參考值的濃度或分壓。活性受溫度、壓力和混合物組成影響。

實際上的溶液(Real solution)並不是「理想溶液(Ideal solution)」,溶質和溶劑分子之間有作用力存在,導致溶液中粒子的行為會受到附近環境的影響。例如考慮溶液的蒸氣壓,當溶液濃度較高時,溶液之溶劑的分壓不會等於純溶劑蒸氣壓乘以溶劑的莫耳係數,違反拉午耳定律(Raoult’s law)。所以,將標準狀態下純溶劑的蒸氣壓(Preference)當作參考值,和真實溶液中溶劑的蒸氣壓(P*)會存在一個特定比例,這個比值就稱為「活性(a)」。

\(\displaystyle a=\frac{P^*}{P_{reference}}\)

活性係數(Activity Coefficient)

活性係數(Activity Coefficient)
國立台灣大學化學系學士生張育唐/國立台灣大學化學系陳藹然博士責任編輯
  

活性係數(Activity Coefficient)的產生,是由於溶液濃度在離子強度(ionic strength)較高、或者是溫度較高時,由於離子氛(ionic atmosphere)的因素,使其與理想狀況下計算的溶液濃度之間產生一定的誤差,活性系數即反映出真實濃度與理想濃度之間的比值。  

活性定義如下:即    

因此反應平衡常數應當修正為活性的乘積, 以常見的 aA + bB    cC + dD為例:

陰離子(Anions)

陰離子(Anions)
國立臺灣大學化學系學士生張育唐/國立台灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

當原子或分子的電子數總和不等於質子數總和時,原子或分子就帶有電荷 (Charge),其中帶有負電荷的原子或分子稱為陰離子 (Anion)。陰離子的英文名字源自於希臘文 (ἄνω),原意為增加 (up) 表示原子獲得了額外的電子,使得整個原子的電子數比質子數多,形成帶負電的粒子。通常一個原子形成陰離子的原因,大部分是由於為了符合八隅體定律,而使得其電子組態較為穩定。在元素當中,最喜歡形成陰離子的是鹵素(17族)原子,因為只要接受一個電子就能從 ns2np5 變成 ns2np6 滿足鈍氣電子組態。根據電荷守恆定律,陰離子不能單獨存在,必須與帶正電的陽離子一同存在,保持系統為「電中性」。

介紹常見合金(Alloy)之性質及其用途

介紹常見合金(Alloy)之性質及其用途
台北縣私立淡江高級中學化學科賴亭吟老師/國立台灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

我們日常生活中有許多物品都是金屬製,但是你注意到這些金屬製品是單一金屬成品還是金屬的混合物? 一般金屬具有質軟、延展等性質,但加入其它元素後形成的金屬混合物稱為「合金(Alloy)」,合金的硬度、熔點、強度、導電性和磁性都和單一金屬不同,有時具耐腐蝕、耐酸等性質,所以比單一金屬具有更大的應用範圍。以下列舉一些常見的合金:

溶液的種類與特性(Solution Type and Characteristic)

溶液的種類與特性(Solution Type and Characteristic)
台北縣立樹林高級中學化學科蔡孟璇實習老師 / 國立台灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

在化學的觀點裡,一個有兩種以上物質組成的均相混合物(A homogeneous mixture)稱為溶液,含量較多的物質是溶劑(Solvent),被溶劑溶解的是溶質(Solute)。假設溶質和溶劑以相同的量存在,例如,50%的乙醇和50%的水混合物,我們習慣上把常被當作溶劑來使用的物質定義為溶劑(譬如水),所以溶質是乙醇,此混合物為50%的乙醇水溶液。)等電解質,中性溶質分子像是葡萄糖和尿素,也包含氧氣和二氧化碳氣體,這些溶質的濃度在身體有疾病或受傷時都會出現變化。

解離(The Dissociation)

解離(The Dissociation)
台北縣立樹林高級中學化學科蔡孟璇實習老師 / 國立台灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

化合物如鹽類等分解成較小的組成粒子、離子或自由基的過程稱為「解離(Dissociation)」,解離在化學或生物化學上是個常見且重要的行為。 如鹽酸在水中解離為氫離子和帶負電的氯離子。反之,其逆反應為離子或分子等組合成較大的分子,這個過程稱為「再結合或再化合(Recombination)」。對一個化合物AB,解離常數Kd為組成粒子A、B濃度的乘積除以AB的濃度(式一)。

水溶液凝固點降低

水溶液凝固點降低(Freezing-point Depression)
國立臺灣大學化學系陳藹然博士/國立臺灣大學化學系黃俊誠博士責任編輯

台語有句俗諺形容有權勢有能力的人「喊水會結凍」,水真的這麼容易結冰嗎?也許純水是,其他的水溶液可不見得。英國的宗教家華特生(Richard Watson,1737-1816)在1771年時測量不同濃度鹽類水溶液的的凝固點,發現鹽類溶液凝固點的降低值和溶液含鹽量成正比,且相同重量但不同鹽類造成的水溶液凝固點下降值也不盡相同。到了1788年,英國物理學家布拉格登(Charles Blagden,1748-1820)測量了氯化鈉、硝酸鉀、酒石酸鉀鈉、硫酸鎂、硫酸亞鐵等鹽類水溶液的凝固點,結果指出加入的鹽量和水溶液凝固點的降低值成簡單正比,稱為布拉格登定律(Blagden’s Law)。

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