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，我展開了探究。

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，無論振蕩多長(zhǎng)時(shí)間，顏色不變。說明酚酞分子結(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有差異，說明用酚酞水溶液可作指示劑。

實(shí)驗(yàn)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(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，無需用酒精配制。