氫氧化鈉溶液使酚酞試液變色的探究

龔益權

一、問題的提出

人教版九年級化學下冊教材第十單元“酸和堿”課題1“常見的酸和堿”中通過在白醋、蘋果汁、石灰水、氫氧化鈉溶液中分別加入紫色石蕊試液和無色酚酞試液后的顏色變化兩組實驗，得出“酸能使紫色石蕊試液變成紅色，不能使無色酚酞溶液變色；堿能使紫色石蕊溶液變成藍色，使無色酚酞溶液變成紅色”。但是，在實際操作中，往往出現異常現象，在氫氧化鈉溶液中滴加酚酞試液先變紅色，然后又變成無色。

二、查閱資料

酚酞是一種弱有機酸，在PH<8.2的溶液里為無色的內酯式結構，當PH>8.2時為紅色的醌式結構，酚酞的醌式或醌式酸鹽在堿性介質中很不穩定，它會慢慢地轉化成無色羧酸鹽式；遇到較濃的堿溶液，會立即轉變成無色的羧酸鹽式，所以，酚酞試劑滴入濃堿液時，酚酞開始變紅，很快紅色褪去變成無色。簡單地說，氫氧化鈉溶液的濃度太高了，破壞了酚酞的結構。既然如此，我們在實驗中應該將氫氧化鈉溶液的濃度控制在什么范圍較恰當呢？

三、進行實驗

1.所用儀器、藥品

電子天平（0.001g），量筒：10ml、50ml、100ml，容量瓶：100ml，燒杯、試管、玻璃棒、藥匙、膠頭滴管，氫氧化鈉、酚酞、無水乙醇、蒸餾水。

2.配制標準酚酞溶液

稱取0.5g酚酞溶于無水乙醇中，定容到100ml，混合均勻，即得0.5%的酚酞溶液。

3.配制不同濃度的氫氧化鈉溶液，滴入酚酞試液，觀察顏色變化并記錄所需時間

（1）稱取4gNaOH，用量筒量取46ml水，在燒杯中溶解，并用玻璃棒攪拌均勻，即得8%NaOH溶液。取4支試管，一支加入蒸餾水以作對比，另3支分別加入3ml8%NaOH溶液，各滴入2d酚酞試液，振蕩、靜置、觀察，顏色變化很快。

（2）取4gNaOH，量取96ml水，在燒杯中溶解，用玻璃棒攪拌均勻，得4%NaOH溶液。取4支試管，一支加入蒸餾水作對比，另3支分別加入3ml4%NaOH溶液，各滴入2d酚酞試液，振蕩、靜置、觀察，顏色變化快。

（3）取10ml4%NaOH溶液，加水稀釋至20ml，得2%NaOH溶液（由于濃度較小，溶液密度近似為1g/cm3）。取4支試管，一支加入蒸餾水作對比，另3支各取3ml2%NaOH溶液，滴入2d酚酞試液，振蕩、靜置、觀察，紅色逐漸變淡，1小時后仍有很淡的淡紅色。

（4）取10ml4%NaOH溶液，加水稀釋至50ml，得0.8%NaOH溶液。取4支試管，一支加入蒸餾水作對比，另3支分別加入3ml0.8%NaOH溶液，各滴入2d酚酞試液，振蕩、靜置、觀察，紅色慢慢變淡，2小時后仍為淡紅色，但顏色較上一個實驗中深。

（5）取0.8%NaOH溶液與等體積水混合，得0.4%NaOH溶液，滴入2d酚酞試液，變成紅色，振蕩、靜置。顏色變化很緩慢，16小時后仍為淡紅色，其顏色比上一實驗中深。

（6）取2ml0.8%NaOH溶液，加水稀釋至10ml，得0.16%NaOH溶液。取3ml0.16%NaOH溶液，滴入2d酚酞試液，變成紅色，振蕩、靜置。數天后顏色仍為淡紅色。

四、結論

氫氧化鈉溶液使酚酞試液變紅的實驗中最好使用1%以下的NaOH溶液，才能保持溶液較長時間不會褪色。

五、拓展

不同指示劑在不同酸、堿性溶液中都有一定的變色范圍。石蕊：PH<5.0時為紅色；PH在5.0～8.0時為紫色；PH>8.0時為藍色。甲基橙：PH<3.1為紅色；PH在3.1～4.4時為橙色；PH>4.4為黃色。酚酞：PH<8.2時為無色；PH在8.2～10.0時為粉紅色；PH>10.0為紅色。酚酞在濃度較大的堿溶液中不穩定，容易出現異常現象。所以，我們在實際教學中也可以用澄清石灰水來代替氫氧化鈉溶液，因為氫氧化鈣微溶于水，而氫氧化鈉易溶于水，即使是飽和氫氧化鈣溶液，其濃度也比較小，不容易出現滴入酚酞試液后變成紅色又很快變成無色的現象。

六、反思

一定量的NaOH溶液中滴入幾滴酚酞試液，變成紅色，然后逐滴滴加稀鹽酸至溶液剛好變為無色，此時反應是否達到終點呢？溶液中的氫氧化鈉是否完全反應了呢？根據酚酞的變色范圍，此時氫氧化鈉應還有剩余，只是很少。例如，某學生用氫氧化鈉溶液和鹽酸進行酸、堿中和反應的實驗時，向燒杯中的氫氧化鈉溶液中滴加稀鹽酸，一會兒后，發現忘了滴加指示劑。于是，他停止滴加鹽酸，滴入幾滴酚酞試液，呈無色。試分析當停止滴加鹽酸時，燒杯內溶液中的溶質成分是什么。一般的理解是酚酞在酸性和中性溶液中均呈無色，故溶液中溶質可能是NaCl、NaCl和HCl。但根據酚酞的變色范圍，在PH<8.2時也為無色，因此溶液中的溶質也可能是NaCl和極少量的NaOH。

同樣的道理，關于指示劑遇酸、堿溶液變色，經常有這樣的說法：石蕊在酸性溶液中變紅（PH<7），中性溶液中為紫色（PH=7），堿性溶液中呈藍色（PH>7）；酚酞在酸性（PH<7）及中性（PH=7）均為無色，在堿性（PH>7）溶液中為紅色。這是不科學、不嚴密的。