酸鹼(Acid and Base)化學的發展史(一)

酸鹼(Acid and Base)化學的發展史(一)
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

在好奇與探究天性的驅使下，早在西元前的希臘城邦時代，人們對於「揭開物質神秘面紗」，進而「剖析物質」就已產生濃厚的興趣。在知識萌芽的當時，人們經常用來認知「物質」的方法，是現在已不適合安全標準的「品嚐法」，「酸味」即是當時他們對如「醋」般物質，所給予的定義。

在漫長時間中對「酸性物質」的經驗演變，煉金術士已經知道「鹽精」(就是鹽酸)能鏽蝕多種金屬；波以耳（Robert Boyle, 1627-1691）則發現「酸性物質」能使藍色石蕊試紙變紅。相對地，「鹼」的基本性質為能抗衡「酸」對物質所產生的影響，即「鹼」能中和「酸」。「鹼」的學術英文用字”alkaline”源自阿拉伯語「烘焙」的字根，因為第一個得到的鹼性物質，乃因從烘焙一些草灰後，加入石灰水（即氫氧化鈣）而得到的（所得產物即現今所熟知的氫氧化鈉與氫氧化鉀），而這些產物對當時的人們而言，他們知道可以利用來製造肥皂。直到十八世紀中葉以後，被稱為「近代化學之父」的法國科學家–拉瓦節（Antonie Laurent Lavoisier, 1743-1796）建構出較為完善的化學分析法則後，也企圖利用他所得知的結果與方法，探索「酸」的定義。當時他重複英國教士與業餘化學家卜利士力（Joseph Priestly, 1733-1804）製造出氧氣的實驗，因當時他發現許多強酸都是含氧酸，如硝酸、硫酸… 等（但他並未注意鹽酸、碘酸等物質未含氧的事實），所以重新將這種氣體命名為”oxygen”，意為”致酸元素”。拉瓦節的想法領導時代三十載後，於十九世紀初（約西元1810年），被英國科學家戴維（Humphry Davy, 1778-1829）推翻。戴維利用實驗證明—硫化氫（H₂S）、碲化氫（H₂Te）、及鹵化氫水溶液都呈酸性，卻都不含氧元素，然而他並未進一步提出真正酸化物質的因子其來何自。

1838年，德國有機分析生化學家來比錫（Justus von Liebig, 1803-1873）在分析一系列有機酸物質之後，認為「酸性物質」為含「氫」的物質，而氫元素能夠被金屬元素取代。至此，對酸的討論，由拉瓦節含「氧」觀點的主張，過渡到來比錫的含「氫」論點。來比錫的想法影響接下來超過半世紀的時間，對「酸性物質」的認識。十九世紀末葉，瑞典化學家阿瑞尼斯（Svante August Arrhenius, 1859-1927）由「電解分離」(electrolytic dissociation)的觀點，提出「物質溶於水能釋放出氫離子」即為「酸」；而「物質溶於水能釋放出氫氧根離子」即為「鹼」，這革故鼎新、繼往開來的學說，第一次建立了「酸鹼化學」正確的理論基礎，跨入另一個里程碑。二十世紀以後，化學家踩在這塊基石上，更深入、完善地探索「酸鹼」性質，使這古老、平凡、環繞人們生活周圍的議題，在科學界大放異彩。

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1. 阿瑞尼斯與「電解分離」說（Arrhenius and Electrolytic Dissociation Theory）
2. 酸鹼(Acid and Base)化學的發展史(二)

參考資料：
1. Lensey, M. S. Today’s Chemist at Work, March 2003, 47-48
2. BBC, The History of Acids and Bases, http://www.bbc.co.uk/dna/h2g2/A708257
3. New World Encyclopedia, Acid-Base Reaction, http://www.newworldencyclopedia.org/ent … e_reaction