溴麝香草酚藍

呂召志

人教版高中生物學必修1“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗提到了CO2可使澄清的石灰水變混濁，也可使溴麝香草酚藍水溶液由藍變綠再變黃。本文就溴麝香草酚藍結構、溴麝香草酚藍水溶液理化性質、配制方法及其檢測CO2的原理、優點及用途作了簡要介紹。

一、溴麝香草酚藍的結構及理化性質

溴麝香草酚藍，別名溴百里酚藍或二溴百里酚磺酞，英文名Bromothymol Blue，簡稱 BTB。分子式 C27H28O5Br2S（圖1），相對分子質量 624.39。BTB為近似藕荷色或紅色結晶粉末，易溶于乙醇、甲醇、醚、稀堿或氨溶液，稍溶于苯、甲苯及二甲苯，微溶于水。BTB為一元弱酸，是一種靈敏的酸堿指示劑，但它對光不敏感[1]。

二、BTB水溶液的配制方法

配制0.1%BTB水溶液的方法如下：稱取溴麝香草酚藍0.1g，溶解于100mL煮沸過的自來水中（注意：配制溴麝香草酚藍水溶液的水應為微堿性，使溶液呈藍色或藍綠色，蒸餾水為微酸性不適用），充分溶解后用濾紙過濾除去殘渣。特別注意溶液的顏色，若得到的濾液呈黃色，可加數滴稀氨水，使之變為藍色或藍綠色。溶液可長期保存于棕色瓶中[2]。

三、用BTB水溶液檢測CO2的變色原理

若用 HIn表示BTB 的分子，In-表示它的離子，其解離平衡式為：HIn（酸型，黃色）?In-（堿型，藍色）+H+，在“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗中，CO2溶于溶液中成為H2CO3，進一步解離成 H+和 HCO3-，使得溶液的酸度增加，因此隨著CO2濃度的增大，H+增多會導致導致的溴麝香草酚藍水溶液由藍色變成黃色[2]。

二氧化碳濃度低時，能否使得溴麝香草酚藍水溶液最終變成綠色？隨著二氧化碳增多，能否使得溴麝香草酚藍水溶液的黃色程度增大呢？BTB 水溶液的變色范圍為 pH6.0-7.6，弱酸性時呈黃色或淡黃色，中性偏堿性時呈藍色或淡藍色，中間經過綠色（變色點為 pH7.1）[2]。在“探究酵母菌細胞呼吸的方式”實驗中，由于溴麝香草酚藍水溶液本身是堿性，隨著二氧化碳的增多，導致溶液到達7.1左右，實驗最終結果可能是綠色，隨著二氧化碳濃度的繼續增大，PH由7.1下降至6.0時溴麝香草酚藍水溶液由綠色逐漸轉變成黃顏色，且顏色逐漸變黃，這一推斷可通過2016年全國Ⅱ卷31題得到佐證（如下表）。

四、BTB比澄清的石灰水檢測CO2效果更精準

二氧化碳能使澄清的石灰水變混濁的原理是二氧化碳和石灰水反應形成難溶于水的碳酸鈣，但是二氧化碳的水溶性低，生成的碳酸鈣不會聚集成較大的顆粒以沉淀的形式出現，所以只能看到混濁現象，假設二氧化碳持續增多，難溶于水的碳酸鈣與二氧化碳和水繼續反應形成易溶于水的碳酸氫鈣，而BTB水溶液色澤差異較顯著，容易觀察到由藍變綠再變黃的過程，二氧化碳濃度增大是也不會造成黃色消失，因此通過溴麝香草酚藍水溶液的顏色變化的時間長短及變化程度可判斷二氧化碳濃度的高低，與澄清的石灰水相比較BTB更靈敏更精準[3]。

五、BTB的其他用途

BTB除了檢測二氧化碳的變化情況外，在生物學實驗中有多種用途，如：檢驗活細胞（活種子）的呼吸作用，測定種子的生活力;BTB還用于植物性別的鑒定，已經在楊梅、銀杏、括蔞、黃瓜、絞股藍以及蘆筍成年植株上取得成功[1];結合智能手機光傳感器技術手段或多媒體照片RGB編碼技術手段，采集并導出BTB指示劑顏色變化產生的光學數據，繪制與H2CO3濃度變化相關聯的光學數據變化曲線，來探索研究CO2氣體壓強對二氧化碳與水生成碳酸反應速率的影響[4];BTB還可以測定大米脂肪酸度[5]及生物堿的含量[6];測定水中痕量鋅[7]及食品中的含鉛[8]情況，相信在不久的將來，隨著科技的不斷進步發展，溴麝香草酚藍（BTB）會迎來更大的應用前景。

參考文獻：

[1]高海元.淺談溴麝香草酚藍.生物學教學[J]，2013（10）：63.

[2]高海元.溴麝香草酚藍水溶液配制改進及檢測CO2原理.實驗改進[J]，2014（6）：30.

[3]吳汝彬.高中生物學中與CO2相關的知識點釋疑.中學生物教學[J]，2020（1）：44.

[4]顧仲良，周學工.壓強對反應速率的影響實驗探索——應用溴百里香酚藍的色變.化學教與學[J]，2020（04）：93-95.

[5]徐丹.酸性指示劑法測定大米脂肪酸度.科技展望[J]，2016（28）：83.

[6]鄧光輝，胡煒.溴麝香草酚藍比色法測定葉下珠生物堿的含量.時珍國醫國藥[J]，2009（05）：1193.

[7]金文斌，李夢涵.百里香酚藍光度法測定水中痕量鋅.冶金分析[J]，2019（07）：77-80.

[8]童德華，張瑞平.溴百里香酚藍作指示劑原子熒光光譜法測定食品中的鉛.食品科學[J]，2008（05）：358-360.