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        酚酞指示劑配制猜想

        2017-12-07 02:25:17湖北省咸寧市鄂南高中張昊宇
        發(fā)明與創(chuàng)新 2017年46期
        關(guān)鍵詞:酚酞指示劑試液

        文 湖北省咸寧市鄂南高中 張昊宇

        酚酞指示劑配制猜想

        文 湖北省咸寧市鄂南高中 張昊宇

        酚酞是白色或微帶黃色的結(jié)晶粉末,無(wú)味,不溶于冷水,加熱時(shí)溶解較多,溶于乙醇和乙醚。中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(即國(guó)標(biāo))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(duì)上述國(guó)標(biāo)感到困惑:酚酞是指示劑,用于檢驗(yàn)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(duì)上述疑問(wèn),我展開(kāi)了探究。

        一、提出猜想

        1.酚酞指示劑用于檢驗(yàn)溶液的酸堿性和判定中和反應(yīng)終點(diǎn),前者是定性試驗(yàn),對(duì)指示劑的量沒(méi)有嚴(yán)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(wú)需嚴(yán)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(shí)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)證

        1.驗(yàn)證猜想1

        實(shí)驗(yàn)1:用分析天平分別稱取0.100g、0.010g、0.005g酚酞置于三個(gè)燒杯中,在裝有酚酞的三個(gè)燒杯中分別倒入普通醫(yī)用酒精各100ml,酚酞溶解后即得質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(shí)驗(yàn)2:把質(zhì)量分?jǐn)?shù)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(xiàn)象。在渾濁溶液中不斷加鹽酸或水,溶液漸漸變清澈。這說(shuō)明酚酞酒精溶液的濃度不能太大,否則酚酞會(huì)在水溶液中結(jié)晶。

        實(shí)驗(yàn)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(xiàn)橙色,無(wú)論振蕩多長(zhǎng)時(shí)間,顏色不變。說(shuō)明酚酞分子結(jié)構(gòu)被破壞。

        2.驗(yàn)證猜想2

        實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)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(méi)有差異,說(shuō)明用酚酞水溶液可作指示劑。

        實(shí)驗(yàn)5:把10ml左右的自來(lái)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(shí)驗(yàn)結(jié)論

        1.實(shí)驗(yàn)1、2、3表明,中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)配制酚酞試液時(shí)濃度不必嚴(yán)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(shí)驗(yàn)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(zhì),又不影響中和終點(diǎn)的判定。因?yàn)椴恍枰膊荒苡镁凭渲茲獾姆犹芤?,若酚酞溶液太濃,酚酞的溶解度小,出現(xiàn)白色渾濁,影響觀察。

        3.實(shí)驗(yàn)5表明,配制酚酞水溶液不宜用硬水(自來(lái)水或泉水)。因?yàn)橛菜杏猩僭S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(chǎn)生極弱堿性,導(dǎo)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(shí)驗(yàn)都在酚酞水溶液中進(jìn)行,無(wú)需用酒精配制。

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