氫氧化鈉溶液使酚酞試液變色的探究

龔益權(quán)

一、問(wèn)題的提出

人教版九年級(jí)化學(xué)下冊(cè)教材第十單元“酸和堿”課題1“常見(jiàn)的酸和堿”中通過(guò)在白醋、蘋(píng)果汁、石灰水、氫氧化鈉溶液中分別加入紫色石蕊試液和無(wú)色酚酞試液后的顏色變化兩組實(shí)驗(yàn)，得出“酸能使紫色石蕊試液變成紅色，不能使無(wú)色酚酞溶液變色；堿能使紫色石蕊溶液變成藍(lán)色，使無(wú)色酚酞溶液變成紅色”。但是，在實(shí)際操作中，往往出現(xiàn)異?，F(xiàn)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(wú)色。

二、查閱資料

酚酞是一種弱有機(jī)酸，在PH<8.2的溶液里為無(wú)色的內(nèi)酯式結(jié)構(gòu)，當(dāng)PH>8.2時(shí)為紅色的醌式結(jié)構(gòu)，酚酞的醌式或醌式酸鹽在堿性介質(zhì)中很不穩(wěn)定，它會(huì)慢慢地轉(zhuǎn)化成無(wú)色羧酸鹽式；遇到較濃的堿溶液，會(huì)立即轉(zhuǎn)變成無(wú)色的羧酸鹽式，所以，酚酞試劑滴入濃堿液時(shí)，酚酞開(kāi)始變紅，很快紅色褪去變成無(wú)色。簡(jiǎn)單地說(shuō)，氫氧化鈉溶液的濃度太高了，破壞了酚酞的結(jié)構(gòu)。既然如此，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)中應(yīng)該將氫氧化鈉溶液的濃度控制在什么范圍較恰當(dāng)呢？

三、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)

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(wú)水乙醇、蒸餾水。

2.配制標(biāo)準(zhǔn)酚酞溶液

稱(chēng)取0.5g酚酞溶于無(wú)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(shí)間

（1）稱(chēng)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(duì)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(duì)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(duì)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(shí)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(duì)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(shí)后仍為淡紅色，但顏色較上一個(gè)實(shí)驗(yàn)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(shí)后仍為淡紅色，其顏色比上一實(shí)驗(yàn)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(shù)天后顏色仍為淡紅色。

四、結(jié)論

氫氧化鈉溶液使酚酞試液變紅的實(shí)驗(yàn)中最好使用1%以下的NaOH溶液，才能保持溶液較長(zhǎng)時(shí)間不會(huì)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(shí)為紅色；PH在5.0～8.0時(shí)為紫色；PH>8.0時(shí)為藍(lán)色。甲基橙：PH<3.1為紅色；PH在3.1～4.4時(shí)為橙色；PH>4.4為黃色。酚酞：PH<8.2時(shí)為無(wú)色；PH在8.2～10.0時(shí)為粉紅色；PH>10.0為紅色。酚酞在濃度較大的堿溶液中不穩(wěn)定，容易出現(xiàn)異?，F(xiàn)象。所以，我們?cè)趯?shí)際教學(xué)中也可以用澄清石灰水來(lái)代替氫氧化鈉溶液，因?yàn)闅溲趸}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(xiàn)滴入酚酞試液后變成紅色又很快變成無(wú)色的現(xiàn)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?yōu)闊o(wú)色，此時(shí)反應(yīng)是否達(dá)到終點(diǎn)呢？溶液中的氫氧化鈉是否完全反應(yīng)了呢？根據(jù)酚酞的變色范圍，此時(shí)氫氧化鈉應(yīng)還有剩余，只是很少。例如，某學(xué)生用氫氧化鈉溶液和鹽酸進(jìn)行酸、堿中和反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)，向燒杯中的氫氧化鈉溶液中滴加稀鹽酸，一會(huì)兒后，發(fā)現(xiàn)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(wú)色。試分析當(dāng)停止滴加鹽酸時(shí)，燒杯內(nèi)溶液中的溶質(zhì)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(wú)色，故溶液中溶質(zhì)可能是NaCl、NaCl和HCl。但根據(jù)酚酞的變色范圍，在PH<8.2時(shí)也為無(wú)色，因此溶液中的溶質(zhì)也可能是NaCl和極少量的NaOH。

同樣的道理，關(guān)于指示劑遇酸、堿溶液變色，經(jīng)常有這樣的說(shuō)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(lán)色（PH>7）；酚酞在酸性（PH<7）及中性（PH=7）均為無(wú)色，在堿性（PH>7）溶液中為紅色。這是不科學(xué)、不嚴(yán)密的。