酚酞試液加熱變紅異常現象的分析與研究

王睿涵

摘 要：對酚酞試液加熱變紅的異常現象進行了分析，探討了出現這種情況的原因，最終認為僅僅憑借加熱后酚酞試液變紅這一現象不能夠證明溶液呈現出堿性的結論。

關鍵詞：酚酞試液；氯化鈉；蒸餾水；玻璃

一、問題的提出

高中化學實驗中，向稀釋的氫氧化鈉溶液中滴入酚酞試劑，溶液會變成紅色；之后再向溶液中加入稀鹽酸直至溶液變為無色。此時，用pH試紙對無色溶液進行測定可以溶液呈酸性。對無色溶液在蒸發皿內進行加熱，得到的固體物質呈現出紅色。但是從理論層面進行分析我們可知該固體應該是氯化鈉，而氯化鈉是白色的。那么這種紅色的異常狀況是由于什么原因所導致的呢，下文進行了分析。

二、實驗探究

實驗1：向干凈試管中用滴管滴入10mL稀釋的NaOH溶液，然后再向其中加入3滴酚酞試劑，之后發現試管中溶液呈現出紅色；然后用滴管向其中滴入稀HCl溶液，在滴加鹽酸溶液的過程中不斷震蕩試管，直到溶液變成無色為止。此后用pH試紙對溶液酸堿度進行測定，得知溶液的pH=6。

實驗2：向干凈蒸發皿中加入3mL試管內無色溶液，然后將其放置于石棉網上在酒精燈下加熱，并用玻璃棒進行不斷攪拌，在溶液即將蒸發完時，停止加熱，使用預熱使得蒸發皿內液體完全蒸發，這時發現蒸發皿內有紅色固體物質殘留。

實驗3：使用新的蒸發皿重復實驗二過程，但是此過程中不適用玻璃棒進行攪拌，最后發現蒸發皿內的固體物質與實驗二相比，顏色比較淺。

實驗4：使用提純的氯化鈉晶體在蒸餾水中進行溶解，配制出稀氯化鈉溶液，然后取潔凈蒸發皿向其中加入3mL氯化鈉溶液，并加入3滴酚酞試劑，此時溶液呈現出無色狀態。此后重復實驗二的加熱、攪拌過程，發現溶液逐漸由無色轉變成紅色，用pH試紙進行酸堿度測定，發現溶液呈堿性。

實驗5：將實驗1中溶液在酒精燈上進行加熱，持續一段時間之后，發現溶液逐漸變為紅色，用pH試紙測定可知溶液呈堿性。

實驗6：取潔凈蒸發皿，向其中加入實驗中所用的酚酞試劑1mL，并進行加熱和攪拌，加熱一段時間之后發現溶液逐漸變為紅色；同樣取一支潔凈試管重復上述過程，加熱震蕩發現溶液也逐漸由無色狀態變為紅色，冷卻后，使用pH試紙進行測定，得知其pH呈堿性。

實驗7：取兩支潔凈試管向其中加入酚酞試劑5mL，然后加熱至沸騰狀態，此時會有大量的乙醇蒸氣從中溢出，加熱過程中為了防止其出現爆沸需要不斷加熱，等到溶液變為渾濁狀態時，繼續加熱后發現溶液逐漸變為粉紅色，冷卻后測定其pH呈堿性。兩支試管一只進行敞口靜置，剩下一只密封關口后靜置冷卻。兩支試管中粉紅色溶液都逐漸變淺，直至無色。敞口放置的試管所耗時間約為5小時，密封關口的試管大約耗時17個小時。之后用pH試紙分別對兩個試管溶液進行pH測定，得知敞口試管中溶液pH呈現出酸性，密封試管溶液呈現出堿性。

實驗8：向3mL95%的乙醇溶液中加入少量酚酞固體，溶解之后對所得溶液進行加熱，發現溶液始終呈現出無色狀態，然后向其中加入適量蒸餾水繼續加熱，持續一段時間之后發現溶液逐漸變為粉紅色，冷卻之后進行pH測定發現其呈堿性。

實驗9：采用蒸發的方式制取適量蒸餾水，完成后用pH試紙對其pH進行測定，發現其pH為6.982，然后取干凈的鐵坩堝與玻璃試管，向其中加入3mL蒸餾水，然后對其進行加熱，沸騰之后再向其中加入實驗中所用的酚酞試劑，持續加熱后發現試管中溶液變紅，坩堝中溶液顏色無變化；用pH試紙進行測定發現試管中溶液的pH為8.787，為堿性，鐵坩堝中的溶液pH為7.149，非常接近中性。

三、原因分析

通過分析認為原因可能為：玻璃容器和陶瓷蒸發皿中都含有硅酸鹽類物質，其在加熱攪拌的過程中，會使得硅酸鹽融入溶液中，并進行水解，導致溶液呈現出堿性，因此酚酞試劑和所得固體是紅色的。

那么在試管中加熱滴有酚酞試液的氯化鈉溶液和蒸餾水又是什么原因導致其變紅呢？在此我們先分析一下酚酞試劑的化學結構及其出現變色反應的原理：

由上圖我們可知，酚酞結構從強堿到強酸環境，越來越質子化，但只有在強酸環境與堿性環境中顯現出顏色。這是因為在這兩種環境中中心碳原子為雜化，所有碳原子在同一平面形成整個分子的大離域π鍵。

由此我們能夠得知，溶液中含有共軛雙負離子更加容易使其體現出顏色變化，這是由于該體系中的自由電子能夠對特定波長的電磁波進行吸收，從而使溶液發生顏色變化。

四、結論

通過上述實驗我們可知，在玻璃器皿中對酚酞溶液進行加熱后，溶液變紅是可能由多種原因造成的。在玻璃器皿中對中性溶液進行加熱的過程中玻璃器皿中的硅酸鹽會進行溶解和電離，從而使溶液pH變大，導致溶液逐漸變為堿性。所以由此得出結論：加熱過程中酚酞試劑變為紅色并無法證明原來的溶液為堿性。

參考文獻：

[1]龔益權.氫氧化鈉溶液使酚酞試液變色的探究[J].新校園（中旬），2017（5）：119.

[2]段開銳.Na2O2和H2O反應后溶液中滴入酚酞試液紅色褪色原因探究[J].中學教學參考，2016（26）：89.

編輯 劉瑞彬