一滴天然指示劑的微型電解實驗

很多電解質溶液電解后，其酸堿性往往發生改變，一般需要滴加指示劑表現陰陽極所發生的電極反應。由此而引發一系列的問題：如果將酸堿指示劑直接作為電解對象，可能會有什么有趣的現象？如果只取一滴電解液體，是不是能節省原料，省時省力呢？如果電解對象都取自于天然，是不是更加綠色環保呢？

在微型實驗中，筆者分別采用紫甘藍汁、綠茶汁、一串紅花瓣汁作為電解對象。這些取自于天然的汁液所含色素的顏色均隨pH改變，各種文獻多有報道，在化學課外活動中也常作為酸堿指示劑的生活素材。

藥品與材料

點滴板，多用滴管，9 V電池，2根絕緣銅導線，2個鱷魚夾，全活動鉛筆專用筆芯（HB，0.7，截斷為2 cm長），大頭針，研缽，燒杯，濾紙，紫甘藍，綠茶包，一串紅花瓣，硫酸鈉，稀硫酸（3 mol#8226;L－1），氫氧化鈉溶液（10%），蒸餾水。

實驗前在研缽中將紫甘藍葉片、一串紅花瓣分別搗爛，各自加100 mL水，加熱煮沸數分鐘，即可得到相應汁液。茶葉直接用熱水浸泡即可。

實驗過程與討論

在點滴板上各凹槽各滴加一滴天然指示劑，再滴加一滴硫酸鈉溶液（僅僅為了增強導電性。實驗發現，如不添加，反應仍然可以進行，但反應速率較小），用連接導線的鱷魚夾各夾住一根鉛筆芯，將電極一端浸入待電解液體液面以下，當導線分別與電池兩極相連，片刻后即可見到表1所列現象。

使用鉛筆芯作為電極，在含有少量電解質的水溶液中通以直流電，水即起電解，在陽極發生氧化反應，失去電子，產生氧氣(逸出)與氫離子(使陽極附近的水溶液呈現酸性)，可以用反應式表示：2H2O－4e－→O2+4H+。而在陰極發生還原反應。產生氫氣(逸出)與氫氧根離子(使陰極附近的水溶液呈現堿性)，2H2O+2e－→H2+2OH－。在兩極產生的酸堿而引起的顏色指示完全符合文獻[1][2]的描述。

用鉛筆芯將兩極所在位置具有不同顏色的溶液攪拌均勻，發現整個液滴恢復電解前的顏色，說明電解后陰極和陽極附近溶液所有的氫離子和氫氧根離子數量大致相等，混合以后恰好中和。

該實驗雖然量少體微，不適合作為課堂演示實驗，但現象明顯，操作方便，便于學生自己動手完成。其中所體現的顏色轉變、反應機理以及一些可能出現的異常現象，更值得學生思考和探究。

參考文獻

[1]韋友歡，韋良興，王麗平，等.茶汁代替酸堿指示劑的研究[J].南寧師范高等專科學校學報， 2001(4):73-74

[2]劉煜，王紅.鮮花自制酸堿指示劑[J].遼寧師專學報，2001(4):85-86

（作者單位：南京市曉莊學院化學系）