鹽酸和碳酸鈣反應是不是酸鹼中和?

最近學生拿了一些理化問題來問我,其中一個問題提到鹽酸和碳酸鈣反應是不是酸鹼中和?學生認為不是,問他為什麼會何如此想?學生回答:因為碳酸鈣是鹽類,所以不是酸鹼中和。

其實鹽酸和碳酸鈣反應是中和反應,但是因為碳酸鈣在酸、鹼、鹽分類中是屬於鹽類,而課本中酸鹼中和的通式通常會如此寫:

酸 + 鹼 → 鹽 + 水

導致學生誤解為只有酸類與鹼類反應才是酸鹼中和反應,其實正確的說法應該是只要是酸性物質與鹼性物質反應即是酸鹼中和反應。

鹽類的酸鹼性依其組成之酸根、鹼根組合,可能為酸性、中性或鹼性。

中性:(例 氯化鈉 NaCl)

酸性:(例 硫酸銨 (NH4)2SO4)

鹼性:(例 碳酸鈉 Na2CO3)

碳酸鈣是屬於偏弱鹼性的鹽類,雖然碳酸鈣的溶解度非常的低,但是仍可使水中解離出微量的OH-離子導致水中[OH-]>[H+]。

所以鹽酸與碳酸鈣是酸性物質與鹼性物質反應,所以是酸鹼中和反應,其產物有水,也有鹽類。

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『2.5ppm』與『零檢出』的"missing conception"

今年輪到教中二理化,才教過『測量』這部分內容不久,就爆出三聚氰胺毒奶事件,剛好拿來與學生討論的補充教材。這件事現在回頭看,除了再次證明政府的危機處理能力不足,其實也曝露部分國民科學常識的欠缺,尤其一些自以為"上知天文,下知地理"的媒體名嘴。很多連ppm是甚麼?都搞不清楚就在媒體"大放厥辭",甚麼人不如豬的蠢話都跑出來。
 ppm(part per million)這個名詞指的是:"百萬分之一",是一種比例值。如果是測量的物理量是質量,1ppm代表質量1公斤的待測物中含有1毫克我們要檢測的物質;如果是測量的物理量是體積,1ppm代表體積1立方公尺的待測物中含有1毫升我們要檢測的物質。
1公斤(kg)=1000公克(g);1公克(g)=1000豪克(mg)
1立方公尺=1000公升;1公升=1000毫升
按照我們認為先進的歐盟國家的標準,人體每公斤每日容許的三聚氰胺是0.5毫克,換句話說體重60公斤的成人身體每天容許的三聚氰胺量是30毫克。如果有一種奶粉中含有10ppm(衛生署之前的標準是2.5ppm)的三聚氰胺,那麼質量60公斤的成人一天要吃3公斤(900g裝的至少三罐)的那一種奶粉才會到達30毫克這個值。姑且不論歐盟國家這個值是怎麼定來的,說實在我們也不知道吃這樣的量,是不是一定完蛋或ok?搞不好歐洲人身體比較好;臺灣人身體比較差(說不定勇敢的臺灣人可能3毫克就"一命嗚呼哀哉")。所以笨蛋才去訂2.5ppm的標準,這種標準怎麼訂都可能會有人質疑你不愛臺灣;臺灣的人不如中國的豬(據最喜歡自由亂報的那一個報紙報導:遼寧省豬飼料的三聚氰胺標準是2.ppm)等等…。(政府如果一開始夠奸巧,就按照那些言必稱愛臺的人士說法,堅定的告訴老百姓:我們的標準是0ppm零檢出,宣佈臺灣是全世界最嚴格;最愛惜老百姓生命健康的國家;美國做不到的(或做不出來的),我們都做到了!)。
現在政府被一些媒體與政客教的變奸巧了,宣佈『零檢出』為標準。重點來了,以前上科教課教授一天到晚在提的:"missing conception"出現了(不是mission impossible,"missing conception"中文翻譯為"迷失概念",翻譯的真好!)。這個零檢出』其實就隱含著迷失概念,只要學過國中理化『測量』這部分的內容就會知道;只要是測量,不管是人為的或是儀器本身的問題,一定會有誤差,『測量』只是追求與真實值相對接近的值,不管你的儀器有多精準,一定存在的儀器最小刻度以下的誤差值。所以我們在測量值的標示會加上一位估計值,這一位數就是測量儀器的最小刻度的下一位,加這一位數值只是希望讓測量值看起來比較接近真實值(正確值),附帶告訴看的人:我的測量工具準確度為何?。如果有廠商告訴你:他們的產品檢驗出產品中含有的三聚氰胺為0,這樣的說明基本上是有問題的。要準確的測到0這個值是不可能的,就如同前面所言,再精準的儀器都會有極限,所以儀器告訴你測量值為零,只是將最小刻度以下的值忽略不計而已,基本上儀器也無法確定到底這個被忽略的部分是不是真的等於零。所以合理標準說法應該是某個數值範圍內,如0~2.5ppm或0~0.5ppm。至於要到甚麼的準確度才是愛臺灣的表現,這個很難回答,因為之前根本沒有人想到會有人那麼天才把三聚氰胺加到人吃的東西裡,所以很多國家也是這個事件爆發之後才開始訂定標準,有些國家乾脆只要是中國製的奶品就禁止進口販售。
不過在訂三聚氰胺的標準所引發的爭議,倒是有些可以來討論。例如有些人主張三聚氰胺這個東西有毒不能吃,根本不能在食物中出現,衛生署還訂一個所謂的容許量標準,不是鼓勵廠商添加嗎?愛台灣不是應該用最高的標準嗎?絕對完全不能有三聚氰胺,所以一定要零檢出這個達不到的蛋頭標準。基本上這個是有問題的,有毒的都不能出現在食物,不管是人為添加或非人為添加,這個如果真的成為法律政策徹底實施,臺灣的國民經濟大概崩潰了,市面上的食物大概大部分都要下架不能販售。像我們最常用的保特瓶,它的化學材質"聚乙烯對苯二甲酸酯"(Polyethylene terephthalate ;簡稱PET)在製造過程所使用的催化劑會微量殘留在PET中,會因為熱、照光分解出銻這種金屬化合物,這種東西國外有科學報告指出會致癌。另外像臺灣名產"珍珠奶茶"常用的容器(塑膠杯加上塑膠膜,再用熱封口機器封裝),如果真的要測,只怕裡面都是微量有毒的不能加的東西。另外國人常用的紙餐盒裝熱便當、塑膠袋裝麵、裝湯,這些塑膠材質受熱皆可能釋放出有毒之物質。好!那我力行環保不用塑膠,改用鐵餐盒總可以吧!這看似安全誰知道這個鐵餐盒裝了酸、甜、苦、辣、熱的菜餚會不會也起一些化學變化。
另外再提一個某電視政論節目強力放送的論點:"臺灣的人不如中國的豬,因為中國的豬飼料標準(2PPM)比臺灣衛生署訂的給人吃的(2.5PPM)還要嚴格!"。基本上『人不如豬』這個論點有一部分我是贊同,因為人的食量真的不如豬,就用2.5PPM來計算吧,如果60公斤的成人要達到歐盟每日三聚氰胺的容許量,一天要吃12公斤的奶粉,如果有這樣的人,我想也是超人,大概也夠強壯不怕三聚氰胺的毒。但是豬的食量是有可能吃這麼多,所以雖然是2PPM但總量加起來可能超過。
個人的看法:我認為對小嬰兒的主食嬰幼兒奶粉所用的標準,應該用我們國家最精密的檢驗儀器的精確度為標準,而不是2.5PPM,雖然嬰兒食量少,但嬰兒未成熟的腎臟所能承受的劑量比不上成人。其他的檢驗倒不需要這麼精確,要求那麼精確只是便宜那些賣儀器的與從事檢驗的廠商單位,因為如果是封裝過程微量產生的,要逐一檢查基本是有困難,如果是廠商添加的,想想廠商添加的動機是甚麼,無法是圖取非法利益,如果只加2.5PPM能有多少利益?(中國大陸查出的一些黑心奶粉三聚氰胺含量是數千PPM)。
補充資料:
三聚氰胺(Melamine)究竟是什麼?從衛生署的網站上是這麼說的: 「三聚氰胺」俗稱「蛋白精」,是一種白色、無味的化工原料,常用於製造美耐皿餐具、建材、塗料等,具毒性,不可用於食品或食品添加物。(引用衛生署的資料)
三聚氰結構式Melamine分子式:C3H6N6IUPAC命名:1,3,5-Triazine-2,4,6-triamine
整個三聚氰胺毒奶事件最應該追究其實是這些跨國的食品商;為什麼不肖廠商或酪農會把這個東西加到牛奶中,因為全球化跨國的大食品商為了節省成本,幾乎很少完全自己設立牧場養牛,而是分散向世界各地生產成本較低的一些小酪農收購牛奶,再由自己的工廠或合作的代工廠加工,然後掛上自己的商標高價賣出。小酪農辛苦的養牛其實只賺得微薄的工資,而飼養牛隻的成本與風險全部由這些小酪農承擔,而大部分的利潤都被這些跨國的大企業賺走了,大企業吃肉小酪農可能連湯都喝不到。大企業要有暴利的來源,不外乎壓榨這些酪農,牛隻又不是機械,基本上無法穩定的生產牛奶。牛奶產量大;廠商壓低收購價格;牛奶產量少時;雖然收購價格較高,但是賣的少酪農所得並不會增加。而廠商在向酪農收購牛奶時,又害怕酪農唬弄他們,所以並不是單以量做為價格計算,還要檢測牛奶中的蛋白質含量高低。但是廠商為了節省成本,又不願意使用較精確的蛋白質檢驗方式,而是採用所謂的Kjeldahl method(凱式定氮法),簡單的說:是檢查牛奶中氮的含量並不是真正檢驗蛋白質含量, 因為protein中含有氮元素成分,所以廠商以含氮量高低做為判斷蛋白質含量高低的依據。所以給了一些黑心的廠商與酪農做弊的機會,你要氮多一點我就加一些含氮且便宜的東西就是三聚氰