Na2O2和H2O反應(yīng)后溶液中滴入酚酞試液紅色褪色原因探究

段開銳

[摘 要]針對(duì)Na₂O₂和H₂O反應(yīng)后溶液中滴入酚酞試液紅色褪色現(xiàn)象的不同解釋設(shè)計(jì)對(duì)照實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)“先變紅后變無(wú)色”的主要因素是生成的氫氧化鈉溶液濃度太大，強(qiáng)堿性使酚酞結(jié)構(gòu)被破壞而褪色，堿溶液濃度越大，褪色越快。

[關(guān)鍵詞]Na₂O₂和H₂O反應(yīng) 酚酞 褪色

[中圖分類號(hào)] G633.8[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 16746058（2016）260089

人教版必修2第三章第三節(jié)實(shí)驗(yàn)3-5：把水滴入盛有少量過(guò)氧化鈉的試管中，向反應(yīng)后的溶液中滴入酚酞溶液，有什么現(xiàn)象發(fā)生？為什么？教師教學(xué)用書上只說(shuō)“滴入酚酞溶液后溶液顏色變紅”，未說(shuō)明紅色褪去這一明顯現(xiàn)象是不妥的。事實(shí)上這一現(xiàn)象太過(guò)于明顯，是高中化學(xué)教師授課過(guò)程中無(wú)法繞過(guò)的，因此必須給學(xué)生作進(jìn)一步的解釋。

通常教師或者資料所給的解釋是：過(guò)氧化鈉與水反應(yīng)的方程式為：

①Na₂O₂+2H₂O=2NaOH+H₂O₂；②2H₂O₂=2H₂O+O₂↑。

總反應(yīng)為2Na₂O₂+2H₂O=4NaOH+O₂↑。

所以溶液變紅色后立即又變無(wú)色，是因?yàn)榉磻?yīng)后有氫氧化鈉生成使溶液顯堿性，又因?yàn)檫^(guò)氧化氫并未完全分解，將紅色物質(zhì)漂白為無(wú)色物質(zhì)。

酚酞是一種有機(jī)弱酸，在pH<8.2的溶液里為無(wú)色的內(nèi)酯式結(jié)構(gòu)，當(dāng)pH>8.2時(shí)為紅色的醌式結(jié)構(gòu)。酚酞的醌式或醌式酸鹽，在堿性介質(zhì)中很不穩(wěn)定，它會(huì)慢慢地轉(zhuǎn)化成無(wú)色羧酸鹽式，遇到較濃的堿液，則會(huì)立即轉(zhuǎn)變成無(wú)色的羧酸鹽式。所以，酚酞試劑滴入濃堿液時(shí)，酚酞開始變紅，很快紅色褪去變成無(wú)色。

那么Na₂O₂和H₂O反應(yīng)后溶液中滴入酚酞試液，紅色褪去的主要原因究竟是什么呢？設(shè)計(jì)如下三組對(duì)照實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。

實(shí)驗(yàn)1：稱取0.78克Na₂O₂放置于50mL的小燒杯中，加10mL蒸餾水使之充分反應(yīng)，待冷卻至室溫時(shí)轉(zhuǎn)移到試劑瓶中備用。經(jīng)計(jì)算，此溶液濃度相當(dāng)于c（NaOH）=1mol/L，別取該溶液2mL，由該溶液稀釋配制成的0.1mol/L、0.01mol/L、0.005mol/L溶液2mL依次分盛于甲乙丙丁四支試管中，做如下實(shí)驗(yàn)：

結(jié)論：Na₂O₂和H₂O反應(yīng)后的堿溶液濃度越大，褪色越快。

實(shí)驗(yàn)2：取過(guò)氧化鈉反應(yīng)后的1mol/L溶液3mL分別盛試管1、2中，做如下實(shí)驗(yàn)：

結(jié)論：Na₂O₂與H₂O生成的H₂O₂部分分解放出O₂，部分存在于溶液中；加二氧化錳使H₂O₂完全分解后滴加酚酞還是很快褪色，說(shuō)明紅色褪去不是由H₂O₂的氧化性引起的漂白。

實(shí)驗(yàn)3：稱取0.4克NaOH固體放置于50mL的小燒杯中，加10mL蒸餾水配制成濃度約1mol/L的NaOH，待冷卻至室溫時(shí)轉(zhuǎn)移到試劑瓶中備用。取該溶液2mL，由該溶液稀釋配制成的0.1mol/L、0.01mol/L、0.005mol/L溶液2mL依次分盛于A、B、C、D四支試管中，做如下實(shí)驗(yàn)：

在滴加酚酞變紅色后的D試管中再加入30%過(guò)氧化氫1mL，充分振蕩試管，10分鐘后紅色稍微變淺了一點(diǎn)，1小時(shí)后顏色基本未變。

結(jié)論：NaOH溶液濃度越大，褪色越快。

通過(guò)以上三組實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，出現(xiàn)“先變紅后變無(wú)色”的主要因素是生成的氫氧化鈉溶液濃度太大，強(qiáng)堿性使酚酞結(jié)構(gòu)被破壞而褪色，而不是H₂O₂的氧化性引起的漂白。在前面的實(shí)驗(yàn)中氫氧化鈉溶液濃度為0.005mol/L時(shí)，直接加入1mL30%的雙氧水都不能使溶液立即褪色。

在定性實(shí)驗(yàn)中，固體取用量以剛好鋪滿試管底為宜。在做Na₂O₂和H₂O反應(yīng)的演示實(shí)驗(yàn)時(shí)，為了生成更多的氧氣，有效完成帶火星木條復(fù)燃的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)取用的過(guò)氧化鈉固體往往比1克要多，這樣導(dǎo)致最后生成的氫氧化鈉溶液濃度至少大于1mol/L，故滴入酚酞試液，溶液顯紅色后又立即變無(wú)色。

（責(zé)任編輯 羅 艷）