物質變化

化學平衡(Chemical Equilibrium)
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

有些化學反應中，將反應物混和在一起並放到容器內後，反應物開始變成生成物，而生成的產物也會分解回反應物，剛開始反應物生成產物的速率（正反應速率）比產物分解速率（逆反應速率）快。經過一段時間後，隨著反應物的量減少，正反應速率降低到達一底限不再變化，同時逆反應速率隨產物濃度提高分解速率增加，最後也達到瓶頸不再增加。於是在一段時間後反應容器中，反應物和生成物會同時存在，且濃度不隨時間增加或減少，我們稱此反應系統處於「化學平衡(Chemical equilibrium)」。

化學反應 (Chemical Reaction)
臺北縣立樹林高級中學化學科蔡孟璇實習老師 / 國立臺灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

化學反應是某物質轉換成另一種物質的過程。化學反應可以是自發的，不需外加能量；也可能是非自發的，需要被能量像是熱、光或者電引發。一般的化學反應限制在物質間有因電子轉移所發生的化學鍵形成或破壞，現在的化學反應則泛指分子-分子、原子-原子、原子自身內（核反應）的反應。

氧化劑(Oxidizing Agent)
國立林口高級中學化學科林明祥老師 / 國立台灣大學化學系陳藹然博士責任編輯

在氧化還原的反應中，如何判斷反應物何者為氧化劑，何者為還原劑是一件重要的事。本文主要針對氧化劑做介紹，關於還原劑本站有另一篇文章可參考。

首先，我們需再複習一下關於氧化還原反應的三種概念，整理如下：

自製酸鹼指示劑 (Home-made Acid-Base Indicators)
高雄市立新莊高級中學化學科歐惠郡老師/國立中山大學化學系張祖辛副教授責任編輯

自1663年Robert Boyle應用植物性色素測定酸鹼度至今，石蕊 (litmus) －地衣用氨與鹼處理後所得到的藍色粉末，仍為廣泛運用的酸鹼指示劑。大部份指示劑屬於弱酸或弱鹼性的有機化合物。酸型指示劑如溴百里酚藍 (bromothymol blue)、酚酞 (phenolphthalein) 等，在酸中呈HIn的型式，在鹼中脫去氫離子而為共軛鹼In^–狀態；鹼型指示劑，如甲基橙 (methyl orange)、甲基紅 (methyl red) 在鹼中為In型式，在酸中得到氫離子而呈共軛酸InH⁺的狀態。結構改變後對光線的吸收與反射也改變，因而顯現不同的顏色。

可逆反應（Reversible Reaction）與化學平衡（Chemical Equilibrium）
國立暨南大學國企系一年級黃佳琦/國立臺灣大學化學系林雅凡博士責任編輯

在探討化學平衡前，必須先了解什麼是可逆反應，在一個可逆反應的前提之下，探討化學平衡，才有意義，換言之，可以探討化學平衡的反應必定是可逆反應。

首先先來談談可逆反應是如何被發現的！西元1798年，拿破崙遠征埃及，亟需一名科學家輔佐諮詢。因考慮在拉瓦節過世後，法國科學界的領導地位漸漸被克勞德貝托萊（Claude Louis Berthollet）取代，拿破崙遂決定聘任社會聲望佳與科學成就卓越的貝托萊，成為其科學顧問。在埃及期間，貝托萊偶然發現，碳酸鈉竟沉積在鹽湖周圍！基於對科學靈敏的認知，他立刻覺察到這應該是高濃度的鹽在水體中緩慢蒸發造成的結果，如果要將此結果寫成化學方程式，則恰是當時已熟知的方程式Na₂CO₃+ CaCl₂–> CaCO₃+ 2 NaCl之逆向反應。於是西元1803年，貝托萊在其著作中，提出了『有些化學反應式不只有單向反應；也可以進行逆向反應』的觀點，這也是現今我們所稱之「可逆反應（reversible reaction）」的先驅。

親電子取代反應（Electrophilic Substitution Reaction）
國立新莊高級中學化學科陳偉民教師/國立台灣師範大學化學系葉名倉教授責任編輯

親電子劑取代另一個原子或原子團的反應稱為親電子取代反應，被取代的原子通常是氫原子，但不一定是氫原子。親電子取代反應是芳香族化合物的特性之一，芳香族的親電子取代反應是在苯環上導入一官能基的重要方法之一。另一種重要的親電子取代的反應類型則為脂肪烴的親電子取代。

芳香族親電子取代
此類反應中最重要的有：芳香族硝化反應、芳香族鹵化反應、芳香族磺酸化反應、夫[里德耳”>-夸[夫特”>醯化反應（Friedel-Crafts acylation reaction）及夫[里德耳”>-夸[夫特”>烷化反應。
芳香族硝化反應（nitration）：

酸鹼指示劑 (Acid-Base Indicators)
高雄市立新莊高級中學化學科歐惠郡老師/國立中山大學化學系張祖辛副教授責任編輯

一般酸鹼指示劑的變色範圍及其在酸、鹼溶液中呈現的顏色，皆列於下表。在自製酸鹼指示劑一文中曾提到：指示劑變色範圍的 pH 值通常會介於 pKa±1之間，下表中亦呈現出部份指示劑的此種相關性：

酸鹼指示劑（Acid-Base Indicator）的變色原理
國立臺灣大學化學系林雅凡博士/國立臺灣大學化學系李俊毅責任編輯

酸鹼指示劑無論對於判定物質的 pH值，或是應用於酸鹼滴定上，都扮演著重要的角色。早在十七世紀，人們就開始在各樣的研究上利用指示劑，然而卻遲至十九世紀末，科學家才開始對「為什麼酸鹼指示劑在不同的pH值之下會呈不同顏色？」這樣的問題有較深入地探討。最先對這現象提出解釋的，是德國化學家威廉•奧士華（Wilhelm Ostwald），後來經過漢茲許（A. Hantzsch）、科爾索夫（I. M. Kolthoff）以及史第格立茲（Julius Stiegliez, 1867-1937）等人的研究、修正與歸納後，提出現今我們所認同的酸鹼指示劑變色理論。

「決定指示劑變色的因素是什麼？」言簡意賅的說，就是「平衡」。一般常用的指示劑本身即是一種弱酸或弱鹼，所以置於溶液中，自然有微弱的解離現象產生，而能寫成如式一的平衡式。