苯酚的水溶性
2011-12-31 00:00:00嚴家衡
中學教學參考·理科版 2011年10期
苯酚的性質是高考考查的重點，解決有關苯酚的水溶性的問題應注意以下幾點：如溫度對苯酚溶解度的影響，苯酚在水中的存在狀態，懸濁液、乳濁液的概念，苯酚在水中溶解過程中的變化情況等。以上問題教師都應在上課時重點強調。為了更好地說明這一知識點，先看下面幾個問題：
請判斷下列問題的正誤：
A．將2g苯酚晶體放入試管中，加入3～4mL水，加熱全部溶解后，冷卻到50℃形成懸濁液。()
B．將2g苯酚晶體放入試管中，加入3～4mL水，加熱全部溶解后，冷卻到50℃形成乳濁液。()
C．室溫下，將2g苯酚晶體放入試管中，加入3～4mL水，充分振蕩溶解，靜置長時間后，形成懸濁液。()
D．室溫下，將2g苯酚晶體放入試管中，加入3～4mL水，充分振蕩溶解，靜置長時間后，形成乳濁液。()
E．將2g苯酚晶體放入試管中，加入3～4mL水，加熱完全溶解，靜置長時間后，形成懸濁液。()
F．將2g苯酚晶體放入試管中，加入3～4mL水，加熱完全溶解，靜置長時間后，形成乳濁液。()
G.在苯酚鈉水溶液中通入足量的CO2后久置，用過濾的方法分離苯酚。（）
H.在苯酚鈉水溶液中通入足量的CO2久置，用分液的方法分離苯酚。（）
要對以上問題做出準確判斷，必須了解苯酚的物理性質:純凈的苯酚是無色的晶體，露置在空氣里會因部分被氧化而呈粉紅色。苯酚具有特殊的氣味，熔點43℃，在水中的溶解度不大（9.3g），當溫度高于65℃時，則能與水以任意比互溶。
苯酚在水中溶解情況到底如何？下面我們來看一看苯酚—水系的溶解度:在一定外壓和溫度（例如1.01×105Pa，30℃）下，往水中加入少量苯酚，苯酚溶于水，但當加入苯酚達到7.5％（質量分數）時，它就不再溶解。繼續加入苯酚時，物系分為兩層，一層是苯酚溶于水的飽和溶液，另一層是水溶于苯酚的飽和溶液。這兩種溶液的濃度分別用下圖中a、b兩點表示。用類似的方法，在不同溫度下重復上述操作，即可得到一系列平衡的兩相組成。將表示各層溶液濃度的點分別連接起來，就得到AC和BC曲線。顯然AC曲線表示不同溫度時苯酚在水中的溶解度，BC曲線表示不同溫度時水在苯酚中的溶解度。
隨著溫度的升高，兩相的相互溶解度增加，兩相組成逐漸接近，到達C點（65.9℃，質量分數為34％）時，兩相組成相同，兩層液體的界限消失，變成一個液相。因此，溫度在C點以上（課本中的高于65℃，是個近似值），苯酚與水可以以任意比率混溶。
過量苯酚晶體溶于水中，由于溶解度不大，攪拌或振蕩得到渾濁的液體，放置后不會出現沉淀現象，出現的是水和油狀苯酚的分層現象，其中水在上層，液態苯酚在下層，沒有出現沉淀現象是因為苯酚的熔點很低(43℃)，含水的苯酚熔點更低，當苯酚含水10%以上時，在常溫下則呈液態.所以，實驗中得到的渾濁液，實際上是液態(油狀)苯酚和苯酚水溶液的混合液。
為了準確回答上述幾個問題，必須弄清楚苯酚溶于水的整個過程的變化情況。過量苯酚溶于水，得到渾濁液體，加熱到65℃以上，得到澄清液體，冷卻后又變渾濁液體。這時得到的是乳濁液，因為苯酚以油狀液體存在于水中。靜置一段時間后分為上下兩層，上層是飽和苯酚的水溶液，下層是飽和水的苯酚溶液。分層后的液體就不再是乳濁液了。在常溫下，過量苯酚溶于水，得到渾濁液體，這時的液體是乳濁液。靜置一段時間后，分為上下兩層，上層是飽和苯酚的水溶液，下層是飽和水的苯酚溶液，不是乳濁液。
根據以上分析可知，A、B中苯酚在65℃以上與水以任意比例互溶，冷至50℃將有部分苯酚析出，此時溫度仍高于苯酚的熔點（43℃），且析出的苯酚還溶有部分水，這時析出的苯酚呈油珠狀，形成的是一種乳濁液，而不是懸濁液，所以B正確。C、D中苯酚在室溫下溶于水后形成的是乳濁液，但久置后分為上下兩層，上層是飽和苯酚的水溶液，下層是飽和水的苯酚溶液，既不是懸濁液也不是乳濁液，所以C、D都不正確。E、F中加熱溶解后得到的是苯酚的水溶液，冷卻過程中先生成的是乳濁液，久置后分為上下兩層，上層是飽和苯酚的水溶液，下層是飽和水的苯酚溶液，既不是懸濁液也不是乳濁液。故E、F都不正確。G、H中通入CO2后久置，分為上下兩層，上層是含有少量苯酚的水溶液，下層是油狀的苯酚和少水的混合液體，應采用分液的方法進行分離，所以H正確。
苯酚的溶解性，對學生來說是一個難點，教師上課不要作過深的解釋，只要學生了解溶解過程的現象，知道如何分離苯酚和水的混合溶液即可。
(責任編輯廖銀燕）
