酚酞在氫氧化鈉溶液中的變色規律初探

【摘要】在實驗的基礎上，依據實驗結果得出酚酞在氫氧化鈉溶液中的變色規律，并從酚酞的變色范圍、二者的適宜濃度和理想濃度三個層面提出使用參考值。

【關鍵詞】酚酞 氫氧化鈉 變色

【中圖分類號】G633.8 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）02-0160-01

“堿能使無色酚酞溶液變成紅色”是現行教材人教版九年義務教育教科書《九年級化學（下冊）》對酚酞性質的描述，而事實上許多教科書基本上都是類似這樣描述的。至于堿溶液和酚酞溶液的適用濃度分別是多大，教科書里沒有介紹，本文的研究目的就在于解決這一問題。

一、主要儀器及溶液配制

1.儀器：200g天平、100g分析天平各1，500ml、250ml容量瓶各1，500ml、100ml和50ml量筒各1，25ml燒杯若干，12×70mm試管若干，多用塑料滴管（每毫升約32滴）若干，酒精溫度計1支。

2.試劑：酚酞、氫氧化鈉、95%和75%的乙醇、蒸餾水。

3.溶液的配制[1]

⑴乙醇溶液：用500ml量筒將95%和75%乙醇按3：1配成400ml的90%乙醇溶液。

⑵酚酞溶液（共25種）：

①配制：用分析天平稱取12.5克酚酞，溶于適量90%的乙醇中，完全溶解后移入250ml容量瓶，加入同濃度的乙醇至刻度，配成250ml5%的酚酞溶液。

②稀釋：用100ml或50ml量筒先將5%的酚酞稀釋成1～4%的酚酞溶液；再將1%的酚酞分別稀釋成0.1%～0.9%；同樣將0.1%的酚酞稀釋成0.08%、0.05%、0.03%、0.01%的酚酞溶液；0.005%、0.001%、5ppm～1ppm都是這樣稀釋出來的。

（3）氫氧化鈉溶液（共57種）：

①配制：用200g天平稱取121.9g和107.8g固體氫氧化鈉，用適量蒸餾水溶解后移入500ml容量再定溶至刻度，分別配成20%和18%的氫氧化鈉溶液；再用分析天平分別稱取94g、80.7g、67.85g、55g、49.405g、43.475g、37.655g、31.945g、26.345g、20.855g、15.475g、10.205g和5.05g溶解后依次配制成16%、14%、12%和10%～1%的溶液。

②稀釋：依據用量，選用500ml、100ml或50ml量筒將上述相關溶液依次稀釋成19%、17%、15%、13%、11%、0.9%～0.1%、0.09%～0.01%、0.009%～0.001%、8ppm、5ppm～1ppm、0.8ppm、0.5ppm、0.3ppm和0.1ppm。

二、實驗步驟

1.將57種氫氧化鈉溶液按濃度由高到低放置。

2.在對應位置放置25ml燒杯（每個小燒杯中放1支小試管）。

3.向試管中加2ml待測溶液。

4.逐一向試管中滴1滴5%的酚酞，并充分振蕩。

5.靜置，記錄當時氣溫和時間。

6.觀察并記錄結果（兩次）：第一次觀察初始顏色，第二次觀察終了顏色。

重復步驟1～6，直到實驗完畢。

三、實驗現象

1.第一次觀察結果：

⑴酚酞在氫氧化鈉溶液中的初始（未變色之前）顏色是：濃度越高，溶液顏色越深（深紅色）。

⑵從氫氧化鈉高濃度至低濃度依次呈現為深紅色→淺紅色→無色（或沉淀）。

⑶在15℃氣溫下，當酚酞濃度高于0.9%和氫氧化鈉濃度低于0.007%時，會出現紅色或紅色至白色的沉淀。

⑷沉淀與溶液有轉化現象，如在15℃氣溫下，向2ml0.006%的氫氧化鈉溶液中滴入1滴5%酚酞，呈現紅色沉淀，繼續滴入，沉淀逐漸溶解變成紅色溶液。

2.第二次觀察結果：

⑴約1小時后，被測溶液按氫氧化鈉濃度由高到低呈現為無色→淺紅色→紅色→淺紅色→無色（或沉淀）。

⑵酚酞濃度越高，紅色區域越大，如果將這兩種物質對應的容器按57×25整齊放置成一個矩形，那么紅色區域就形成一個近似的倒置梯形，梯形的上底對應酚酞低濃度區，為20個單位，下底對應酚酞的高濃度區，為36個單位。

⑶酚酞在氫氧化鈉溶液中的褪色現象，從氫氧鈉的高濃度區到低濃度區均有，只是褪色的幅度和快慢不同，氫氧化鈉濃度越高，褪色越快。而酚酞濃度越高褪色越慢。

⑷具體變色情況見表1（表中數據為氫氧化鈉溶液濃度）。

四、實驗結論

1.酚酞在氫氧化鈉中的變色范圍是，氫氧化鈉濃度為0.5ppm～13%，酚酞濃度為2ppm～5%。

2.適宜濃度（紅色明顯）：氫氧化鈉溶液（現配） 0.002～1%，酚酞溶液：0.001～5%。

3.理想濃度（既不出現沉淀，也沒有明顯褪色）：氫氧化鈉0.007～0.9% ，酚酞0.05～0.9%。

五、結語

本文中的實驗條件是23℃左右的氣溫；2ml左右的現配氫氧化鈉溶液（尤其是0.01%以下）；1滴酚酞。如果改變上述條件中的任何一個，均可能對實驗結果有影響，總體趨勢是氣溫升高，紅色區域向氫氧化鈉低濃度區移動；氣溫降低，沉淀區域向氫氧化鈉高濃度區移動；酚酞滴數增多（一定限度內），顏色會加深；氫氧化鈉溶液量增大，顏色變淺等。

參考文獻：

[1]中學教師化學手冊編委會.中學教師化學手冊[M].北京：科學普及出版社，1981：328

作者簡介：

吳月余（1956，11-），男，漢族，江蘇淮安人，本科，中學高級教師，研究方向：課程與實驗教學研究。