酚酞指示劑配制猜想

張昊宇

酚酞是白色或微帶黃色的結晶粉末，無味，不溶于冷水，加熱時溶解較多，溶于乙醇和乙醚。中華人民共和國國家標準（即國標）配制酚酞指示劑的方法為：稱取0.5g酚酞，用95%乙醇溶解并用95%乙醇定容至100mL，這樣得到的酚酞指示劑的濃度為0.5%。

我對上述國標感到困惑：酚酞是指示劑，用于檢驗溶液的堿性或指示酸堿溶液恰好中和，通常只用2滴至3滴，為什么酚酞指示劑的濃度一定要配成0.5%？大于0.5%或小于0.5%行不行？既然酚酞試液的濃度很小，為什么不用水配制？

針對上述疑問，我展開了探究。

一、提出猜想

1.酚酞指示劑用于檢驗溶液的酸堿性和判定中和反應終點，前者是定性試驗，對指示劑的量沒有嚴格要求，后者只需2滴至3滴試劑即可。酚酞試劑濃度可大可小，無需嚴格配成0.5%的溶液。

2.酚酞在酒精中的溶解度很大，可配制濃度很高的溶液，但實際使用的酚酞試液都是稀溶液。既然指示劑溶液都是稀溶液，就可用酚酞的飽和溶液（0.2%）或更稀的酚酞水溶液代替酚酞的酒精溶液作指示劑，即用水溶解酚酞后的稀溶液可替代酚酞的酒精溶液作指示劑。

二、實驗驗證

1.驗證猜想1

實驗1：用分析天平分別稱取0.100g、0.010g、0.005g酚酞置于三個燒杯中，在裝有酚酞的三個燒杯中分別倒入普通醫用酒精各100ml，酚酞溶解后即得質量分數為0.100%、0.010%、0.005%的酚酞水溶液。將上述0.100g、0.010g、0.005g酚酞試液分別滴入飽和澄清石灰水和5%的氫氧化鈉溶液中，液體立即變紅。

實驗2：把質量分數為5%的酚酞酒精溶液和飽和酚酞酒精溶液滴入鹽酸或水中，有白色渾濁現象。在渾濁溶液中不斷加鹽酸或水，溶液漸漸變清澈。這說明酚酞酒精溶液的濃度不能太大，否則酚酞會在水溶液中結晶。

實驗3：把5%的酚酞酒精溶液、飽和酚酞酒精溶液、0.005%的酚酞溶液分別滴入98%的濃硫酸，溶液都呈現橙色，無論振蕩多長時間，顏色不變。說明酚酞分子結構被破壞。

2.驗證猜想2

實驗4：取少許酚酞粉末于小燒杯中，用約10ml熱水溶解，攪拌靜置后得到酚酞飽和溶液。用膠頭滴管吸取酚酞飽和水溶液分別滴3滴于飽和石灰水、5%的氫氧化鈉溶液中，溶液立即變成紅色。將酚酞酒精溶液分別滴入與上述實驗所用相同的飽和石灰水和5%的氫氧化鈉溶液中，溶液變紅。酚酞酒精溶液變色情況與酚酞水溶液變色情況沒有差異，說明用酚酞水溶液可作指示劑。

實驗5：把10ml左右的自來水倒入大試管，滴3滴0.100%的酚酞水溶液，溶液不變色，加熱試管至沸騰后，溶液呈粉紅色。

三、實驗結論

1.實驗1、2、3表明，中學化學實驗配制酚酞試液時濃度不必嚴格控制在0.5%。具體濃度有較大的彈性，不低于0.010%即可，0.100%左右最好。

2.實驗4 表明，酚酞不必用酒精溶解，酚酞水溶液完全可以用作酸堿指示劑。用水配制的稀酚酞試劑既不變質，又不影響中和終點的判定。因為不需要也不能用酒精配制濃的酚酞溶液，若酚酞溶液太濃，酚酞的溶解度小，出現白色渾濁，影響觀察。

3.實驗5表明，配制酚酞水溶液不宜用硬水（自來水或泉水）。因為硬水中有少許含鈣離子、鎂離子的碳酸鹽，在加熱條件下，碳酸鹽的水解加劇，產生極弱堿性，導致酚酞顯示粉紅色。

如果用于非水溶液滴定用指示劑和色層分析，則必須用酒精配制酚酞試劑。初中和高中的中和實驗都在酚酞水溶液中進行，無需用酒精配制。endprint