最近在電視上不經意的看到一則廣告，裡面有某一位自稱專家的專家拿著酸鹼試紙對他們所開發出來的產品進行酸鹼值的檢驗，看著他拿著試紙放進模擬胃液以及腸液的環境下，試紙便迅速的改變顏色，讓一起錄影的藝人與主持人驚呼連連（節目效果？）...
其實在實驗室裡面，類似像「酸鹼試紙」這樣的「酸鹼指示劑（pH indicator）」相當的普遍，也相當的常見。接下來板主利用圖片來為大家簡單的介紹一下以酸鹼試紙檢驗溶液的酸鹼性吧！
圖1. 我們在桌子上放了三杯澄清的溶液，知道哪一杯是酸性？哪一杯是中性？哪一杯是鹼性嗎？看不出來吧！所以我們要利用放在杯子前面的那片「紙」來檢驗酸鹼性。而這一片「紙」是什麼呢？它就是酸鹼試紙！
在實驗室裡面常見到的酸鹼試紙有兩種，一種是如圖 2 所示：每一張紙上有四個小格子，可以依照顏色的相對變化來驗證 pH 值的數據。
圖2. 這是一種酸鹼試紙，中間用紫色框框圈起來的那些數字就是 pH 值，下面的顏色就是在該 pH 值下，試紙會產生的顏色變化。
圖3. 這是另一種酸鹼試紙，也是我們這一次操作示範中所使用的試紙。圖 3 上是內容物，圖 3 下是外包裝。
圖4. 接著我們分別將三片試紙浸到溶液裡面，這樣就可以看到顏色的變化－很明顯的，哪一杯是酸性？哪一杯是鹼性？哪一杯是中性？一目了然～ ^^
圖5. 檢驗完畢之後，將三片試紙一起排列在桌上，透過試紙外包裝上面的色差圖便能大略知道三杯溶液的酸鹼值是落在何處。
圖6. 好！在我們知道中間這一杯是中性的溶液之後。回想以前國中時期理化課堂上老師有說過：金屬的氧化物表現出來的性質是鹼性！為了印證這個說法是不是正確的，因此板主就動個小手腳，讓中間這杯中性的液體變性！ :P
圖7. 在這邊板主使用的是「氫化鈣（Calcium hydride）」這個化合物。
本來想用元素週期表 IA 鹼金族的鈉金屬，可是太危險了，所以就改成 IIA 鹼土金族的鈣元素，偏偏實驗室裡面沒有金屬鈣，所以板主就改用另一種跟鈣元素很像，同樣活性也是很高的氫化鈣來做示範！
注意！以下的動作請勿在家裡面執行，以免發生危險！即使在專業的實驗室裡面，這樣的動作也應該要避免唷！
圖8. 利用夾子夾取一小顆的氫化鈣，然後把它丟到中間這杯中性的溶液中，看看會有什麼變化！
圖9. 當氫化鈣丟到中間的中性溶液裡時，氫化鈣會馬上和水發生反應而產生氫氣與氫氧化鈣，這時候就會看到冒煙以及白色混濁狀態，同時燒杯裡面的水也會因為放熱反應而變得溫溫的！如果會發生爆炸、爆衝或是火球，就是在這個步驟發生！ XD
圖10. 帶激烈的反應過去之後，我們在用酸鹼試紙檢驗一下酸鹼值，可以明顯看到溶液從中性變成鹼性囉！這證明了金屬氧化物或是氫氧化物溶在水中的確是鹼性沒錯！
（思考：那如果「非金屬」氧化物溶在水中，會把原本中性的水變成什麼性呢？為什麼？）
圖11. 示範到現在，不是偏強酸、就是偏強鹼，其實我們也可以透過「緩衝溶液」的概念來配製出微鹼性或是微酸性的溶液唷！此圖就是為鹼性下，酸鹼試紙的顏色：大概是綠色，pH 約在 8 ~ 9 之間。
看到這邊，大概會有很多朋友們想：「這都是在實驗室才拿得到的東西啊！有沒有在家裡面就可以做的酸鹼實驗呢？」
如果有自然科學的老師或是實驗營的老師大概也會想：「我們學校沒有這麼專業的設備耶，有沒有比較「日常生活化」一點的實驗呢？」
有有有！板主知道大家有這樣的需求，所以請往下看吧！ ^^
圖12. 我們常吃的生菜沙拉裡面有一道「紫色高麗菜（red cabbage）」，其實只要拿這一種蔬菜，用水川燙過後的紫色汁液，經過過濾之後得到的澄清溶液就可以當作簡易的酸鹼試劑唷！
圖13. 將川燙過後的紫色高麗菜汁液收集起來放涼。（圖片來源：http://www.chemistryland.com/CHM107Lab/Lab1/Lab1PreparingCabbageExtract.htm）
圖14. 這就是拿紫色高麗菜的汁液來進行酸鹼測驗的結果，變色的狀況相當漂亮。（圖片來源：http://designer-drugs.com/pte/12.162.180.114/dcd/chemistry/equipment/ph-indicator.html）
看到這邊，一定還是有很多人會想：「好麻煩喔！做個實驗還得買紫色高麗菜、還得煮它、還得過濾... 有沒有 "更" 簡單的方法呢？」
有有有！板主為大家想好了！如果真的不想那麼麻煩，也是有更簡單的替代方法，那就是用「市售的蔬菜汁」！
但是市售蔬菜汁因為裡面的營養成分太多了，所以呈色效果沒有紫色高麗菜來得明顯與多樣，所以想要讓小朋友或是同學們有更高的實驗興趣的話，建議還是請各位老師們稍微勤勞一點，利用紫色高麗菜的效果會比較好唷！
不過我們還是可以看一下用市售蔬菜汁來進行實驗可以得到什麼結果：
圖15. 首先花 25 元將市售蔬菜汁買回來，倒出來的蔬菜汁顏色不是紫色，而是有點偏橘紅色。
圖16. 將蔬菜汁大約等量的分成三等分並放在透明試管裡面備用。
圖17. 接著就是鹼液出場！我們使用的是「氫氧化鈉（Sodium hydroxide）」。氫氧化鈉又名「苛性鈉」，它是一種強腐蝕性的化學藥品，如果皮膚不小心沾到的話，摸起來會滑滑的！不過這可不是好現象，因為這代表你皮膚上面的油脂正在被它溶解出來，因此它會傷害你的皮膚組織，進而導致灼傷。這時候必須使用大量的清水沖洗接觸到的部位，直到不舒服感消失！嚴重的話請在沖洗完之後儘速送醫唷！我們在這邊使用的是濃度 3N 的氫氧化鈉水溶液。
對了，廁所裡面常用的「通樂」裡面也含有氫氧化鈉唷！所以通樂是強鹼性的物質，不可以拿來玩！
（通樂的原理是靠著「氫氧化鈉」與「鋁片」產生反應而放出高熱，在高熱下可以促進氫氧化鈉與水管中的油脂發生皂化反應的速率，如此便能快速清除卡在水管中的油垢而疏通管路！）
反應方程式：2Al + 6NaOH → 2Na3AlO3 + 3H2 + 熱量
圖18. 我們將 3N 氫氧化鈉水溶液逐漸滴到裝有市售蔬菜汁的試管中就可以看到變色了！從偏橘紅色的蔬菜汁變成墨綠色！
圖19. 這時候用一張 pH 檢驗試紙檢驗一下，就可以發現：鹼性條件之下，檢驗試紙會變成藍色，蔬果汁會變成綠色！
圖20. 接著，酸性試劑出場。我們這邊使用的鹽酸（hydrochloric acid），右邊是濃鹽酸的包裝，濃鹽酸在瓶蓋打開時會產生鹽酸酸霧，如果吸入這個酸霧會刺激你的呼吸道，使你咳嗽、難過，而且他會腐蝕你的呼吸道組織，一樣也會產生灼傷唷！所以看到冒白煙時，千萬不要 "空空" 覺得好玩、興奮跑去聞看看，不然保證你終身難忘！ XD
我們在這邊使用的是稀釋成 3N 濃度的鹽酸水溶液來做實驗。（配製稀鹽酸的過程必須在抽風櫃裡面進行！）如果沒有稀酸，其實拿洗馬桶的那種鹽酸也可以，不過那種溶液為了安全通常會染色，所以可能會干擾我們的呈色反應！
圖21. 接著一樣的將 3N 的鹽酸溶液加到蔬果汁中，便可以發現蔬果汁從橘紅色變成亮紅色。
圖22. 如果把分別加入酸性溶液、中性溶液、以及鹼性溶液的試管放在一起便可以看出顏色的差異！蔬果汁對於酸性：亮紅色；中性：橘紅色；鹼性：墨綠色。
有人問：「蔬果汁的效果為什麼比較不好？」
很簡單，前面有提過，因為蔬果汁裡面的成分、雜質、不會變色的東西太多了，所以成色效果就會打折囉！不過大家可以將蔬果汁稀釋一下，效果應該會比我用濃蔬果汁來得好喔！ ^^
延伸：有沒有人願意使用市售葡萄汁或是市售蔓越莓汁的呢？可以試試看唷！嘻嘻～
（成果不要忘記將您的成果進行回報唷！跟大家一起分享一下！ ^^）
蔬果汁做為酸鹼指示劑的實驗測驗完之後，我們也接著簡單的做兩個實驗，一個是汽水、另一個是漂白水的酸鹼性為何？
圖23. 本來想要用可樂，可是後來考量到可樂顏色過深，所以改用透明的汽水！
圖24. 接著將酸鹼試紙放到汽水中，沾一下，拿起來後跟全新的試紙比較，就可以發現汽水是酸性的溶液！（常常喝的話，牙齒就～～～～）
圖25. 接著我們試驗一下市售漂白水的酸鹼性！
圖26. 我們利用夾子夾取試紙並放到漂白水中。注意，漂白水裡面含有強氧化性的成分，直接接觸到皮膚會造成蛋白質的變性，因此組織會遭受腐蝕，必須帶著塑膠手套或是使用夾子夾取，以免化學灼傷。如果不慎碰觸，請以大量清水沖洗接觸部分。
圖27. 這是檢驗完之後的試紙，看起來好像是綠色的，但其實不然！剛浸入漂白水中的試紙呈現出來的顏色是藍色的，不過因為漂白水的氧化力實在是太強了，因此試紙上面的指示劑成分被破壞了，所以看到的顏色已經失真，如果查詢一下網路資料便可以發現漂白水的鹼度其實已經來到 11 左右，是相當強的鹼性物質，因此不可以直接用身體去接觸喔！
圖28. 漂白水的成分就是次氯酸鈉（Sodium hypochlorite），詳細的物化性質請參閱網路資訊！
（思考：想一想，我們生活周遭的環境裡面還有哪一些是酸性或是鹼性的化學物質呢？比如說：
1. 有人試過尿液是酸性還是鹼性嗎？
2. 汗水又是什麼性？
3. 熬夜不睡覺的口水是什麼性？
4. 一月份的雨水、七月份的雨水、十一月份的雨水是什麼性？
5. 海水是什麼性？
6. 放完鞭炮之後的殘屑收集起來溶在水中會是什麼性？...
呵呵！以上這些問題有沒有人試過呢？
動手做做看吧！別忘了，化學是很好玩的唷！ 整個酸鹼實驗示範到這邊算是告一個段落，最後列出常見的酸鹼指示劑種類以及簡單的說明一下酸鹼指示劑為什麼能變色！
圖29. 分析實驗室裡常見的酸鹼指示劑成分以及酸鹼值偵測（變色）範圍。（圖片來源：http://en.wikipedia.org/wiki/PH_indicator）
基本上酸鹼指示劑本身就是一種弱酸性或是弱鹼性的物質，它在溶液中會產生部分解離的現象，最後會在溶液裡面達到一個平衡的狀態。如果這時候加入強酸或是強鹼，就會造成酸鹼度的改變，這樣就會使這些原本是弱酸或是弱鹼的指示劑在結構上發生變化，那麼就可以顯示出顏色了。
舉個例子來說，大家常聽到花青素（Anthocyanidins）吧！花青素帶有一種名為「benzopyrylium」的結構，如果將含有這類結構的花青素化合物置放在強鹼性的環境中其結構便會發生以下的變化，這樣就會發生顏色的變化囉：
圖30. 花青素在強鹼條件下的結構及其顏色變化：pH >3，酸性，紅色；pH 4~5，微酸性，無色；pH > 8，鹼性，黃色。
有關指示劑的顏色變化簡單來說也只能講到這裡而已，如果要進一步的再去探討，那就會牽涉到電子的轉移以及能階的跳躍與能量的吸收、轉移所導致的顏色色階變化... 不過講這些會讓大家看不下去，所以變色的原理詳細的部分就不在進一步為大家說明囉，以免各位趴桌！ XD
其實我們生活中充滿著很多化學物品，只要稍微留心一下，就可以發現處處是驚奇唷！
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最後最後，板主失業到現在一個月了，工作還是沒有著落
所以請新來的朋友們別誤以為是板主得獎後偷懶不發文.... 囧rz
其實是因為很多不論是身體上的、心情上的雜念煩心... ...
well，您瞭的，所以發文的速度依舊會比較慢一些
（而現在各位看到的這些圖片或是說明都是在離職前拼命拍攝下來的素材，用完就沒有囉！ 囧rz）
希望大家多多包涵，請讀者們有餘力的話，偷偷祝福一下板主吧！ 感謝感謝～ XD