酚酞的红色为什么会褪去
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酚酞变色的原因作者:傅靓来源:《中学教学参考·理科版》2012年第02期在一次课堂演示实验中,将镁条投入到冷水中,并滴加了两滴酚酞,稍稍加热,溶液呈浅红色,再继续加热至沸腾发现原先溶液的浅红色褪去,冷却后溶液又呈浅红色。
同样显碱性,同样滴入酚酞,但为什么颜色不同,学生对此问题很感兴趣,为此,我们做了以下的实验和探究。
酚酞在中学化学实验中常作为碱性指示剂。
我们知道酚酞的变色范围是pH=8.2到pH=10之间,在pH<8.2的溶液里为无色的内酯式结构,当pH>8.2时为红色的醌式结构。
这是因为酚酞是4,4-二羟基三苯甲醇-2-羧酸的内酯,无色,不溶于水,溶于有机溶剂。
遇碱时,内酯开环而生成二钠盐,发生重排,形成醌式结构而呈玫瑰红色,醌基是显色基团(红)。
其反应如下:因此化学实验时如果观察到酚酞由红色变为无色,我们容易想到的原因是溶液的pH降到低于8.2。
但刚才的实验显然并没有使溶液的pH降低。
那么哪些因素还可以使酚酞变为无色呢?通过查阅资料和研究发现,还有以下因素可以使酚酞从红色变为无色。
一、温度升高可以使酚酞的弱碱溶液由红色变为无色刚才的实验中将镁条投入到滴加了两滴酚酞的冷水中,加热至沸腾发现原先溶液的浅红色褪去,冷却后溶液又呈浅红色。
通过对比实验可以发现,在Mg(OH)2稀溶液、具有相近离子强度的Ba(OH)2稀溶液和离子强度相差较大的NaOH稀溶液,以及与Mg(OH)2稀溶液可能存在胶体吸附的Ca(OH)2稀溶液中滴加酚酞,都有加热—褪色—冷却—显色的现象,情况基本一致,说明离子强度和胶体吸附对此实验中酚酞红色褪去影响不大。
所以,这个实验中温度是酚酞褪色的主要影响因素。
在稀碱溶液中加入2滴酚酞试剂显红色,将其加热温度至92℃左右时可以明显地观察到酚酞红色褪去。
原因是酚酞指示剂在溶液中存在一个无色与红色醌式的平衡,当溶液温度升高,平衡向生成无色的方向移动。
所以酚酞的弱碱溶液低温红色,高温无色。
实验五探究性实验设计——Na2O2和H2O反应后使酚酞红色褪去原因的探究一、实验目的:1、学会中学化学实验中探究性实验设计的一般过程与方法;2、探究Na2O2和H2O反应后使酚酞红色褪去的原因。
二、提出问题:在过氧化钠与水反应后的溶液中滴加酚酞溶液,为什么溶液变红后很快又褪色?三、相关资料查阅综述:通过查找文献,我们发现,有关向过氧化钠与水混合后的溶液中滴加酚酞先变红后又褪色的机理的研究主要有2种观点:一种观点认为是由于反应后溶液中生成的氢氧化钠,使酚酞变红,而后又由于碱液的浓度很大而使溶液又褪色了。
另一种观点认为过氧化钠与水混合后溶液中产生了原子氧,它的氧化性极强,使酚酞氧化而褪色。
四、问题解决设想:通过分析,我们得出可能的影响因素有4个:1、反应后温度的高低对实验现象造成影响;2、生成物氢氧化钠浓度的大小对实验现象造成影响;3、反应后放置时间的长短对实验现象造成影响;4、中间产物H2O2的生成对实验现象造成影响。
问题解决的设想:1、若是溶液的温度太高使颜色褪去,可以把反应后的溶液冷却后再加入酚酞溶液,如果颜色变红后不再褪去,说明是温度的原因。
2、如果是产物NaOH的浓度太高使溶液颜色褪去,则可以配制不同浓度的氢氧化钠溶液,然后分别滴加酚酞,如果颜色变红后不再褪去说明是浓度的原因。
3、如果是因为放置时间的长短使得颜色褪去,可以把反应后的溶液平均分成几等分,放置不同时间后向溶液中滴加酚酞,若随着放置时间的增长溶液褪色越来越快,则说明是放置时间的原因。
4、如果是由于中间产物过氧化氢的生成使得溶液的颜色褪去,可以把反应后的溶液分成两份,第一份加入MnO2后再滴加酚酞,第二份直接滴加酚酞,如果第一份溶液变红后不褪色,而第二份的颜色变红后褪去,则说明是因为中间产物过氧化氢的生成使得溶液褪色。
五、实验设计方案1、实验仪器和药品仪器:小试管、胶头滴管、药匙、量筒、天平、称量纸药品:Na2O2固体粉末、酚酞、MnO2固体粉末、NaOH固体2、实验步骤(1)在试管中加入少量的Na2O2固体粉末,滴加适量的水使其反应完全,把反应后的溶液分开两份,第一份马上滴加酚酞观察现象,第二份用冷水冷却后再滴加酚酞,观察现象。
过氧化钠与水反应机理的探究实验作者:陈头平来源:《学习周报·教与学》2020年第28期摘要:过氧化钠与水反应后的溶液中滴入酚酞溶液,振荡后出现红色褪色的现象。
为探究该反应的褪色的原因而进行实验设计、实验验证,进而探究出过氧化钠与水反应的机理。
关键词:过氧化钠;酚酞溶液;褪色;反应机理;过氧化氢问题提出:在学习“钠的重要化合物”(人教版)时,P55实验3-5:把水滴入盛有少量过氧化钠固体的试管中,立即把带火星的木条放在试管口,检验生成的气体。
用手轻轻摸一摸试管外壁,有什么感觉?然后向反应后的溶液中滴入酚酞溶液,有什么现象发生?实验中向反应后的溶液中滴入酚酞溶液,观察到的溶液先变红振荡后又出现褪色的现象。
酚酞溶液变红后为何会褪色呢?猜想:1.实验中Na2O2过量,Na2O2的强氧化性将红色漂白;2.过氧化钠与水反应生成氢氧化钠和氧气,可能氢氧化钠的浓度对酚酞变色的影响,也可能产生的氧气使酚酞变色;3.过氧化钠与水反应不是一步完成的,中间产物有漂白性。
理论探讨:查阅《化学》必修一教师教学用书(人教版):Na2O2易潮解,与水或稀酸作用时生成過氧化氢并放热,过氧化氢不稳定,立即分解放出氧气:先与水发生复分解反应,生成过氧化氢:Na2O2+2H2O===2NaOH+H2O2,过氧化氢不稳定分解2H2O2===2H2O+O2↑。
查阅高等无机化学教程,也有类似的解释。
酚酞溶液在不同酸碱环境下的结构:实验一:实验目的:酚酞溶液在不同酸碱环境下变色实验对照。
实验药品:5mol/L H2SO4的溶液、0.05 mol/L H2SO4的溶液、0.001 mol/LNaOH的溶液、1 mol/LNaOH的溶液、酚酞溶液。
实验仪器:pH试纸(或pH计)、比色卡、玻璃棒。
实验步骤:1.分别测出四种溶液的pH。
2.分别取少量四种溶液滴入酚酞溶液观察现象。
实验现象:5mol/L H2SO4的溶液呈橘红色,0.05 mol/L H2SO4的溶液呈无色,0.001mol/LNaOH的溶液呈紫红色,1 mol/LNaOH的溶液呈无色。
红色酚酞溶液逐渐褪色的原因探究摘要对红色酚酞逐渐褪色的原因进行了实验探究,其目的是训练学生的科学探究能力。
在实验探究中,学生从中发现:这种红色酚酞醌式结构能够自动转化为无色酚酞甲醇式结构,其转化速度随氢氧根离子浓度增大而加快,此过程是一个放热的过程;而与空气中的二氧化碳无关。
在一定的碱性条件下(氢氧化钠溶液的浓度<30%时),无色酚酞甲醇式结构的热稳定性比红色酚酞醌式结构的热稳定性差。
关键词红色酚酞自然褪色原因探究在化学实验教学中,有许多化学实验问题可作为实验探究课题,让学生进行实验探究,可培养学生的科学探究能力。
例如,我们经常会看到:当无色的酚酞溶液滴入到碱性溶液(如氨水、氢氧化钠、氢氧化钾等溶液)中时,无色溶液立即变成红色。
随后,红色溶液又逐渐地褪成无色,而且褪色的速度有快有慢。
对于这种异常实验现象产生的原因,我们曾在课堂上就此问题提出设问,但学生的答案五花八门,可归纳为3个方面:(1)红色酚酞结构被空气中的氧气氧化;(2)红色酚酞溶液与空气接触时,吸收了空气中的二氧化碳,使其溶液的pH降低到8以下,红色酚酞结构又转化为无色酚酞分子结构;(3)红色酚酞结构自动转化成另外一种无色酚酞结构。
究竟哪种推测正确、合理,实际情况又是怎样的?对此,我们组织了学生分组展开实验探究,并从中获得了正确的解释。
1实验用品1 %酚酞溶液,稀硫酸(1∶4),氢氧化钠溶液(1%、5%、10%、20%、30%、40%、50%);大试管10支,酒精灯1盏,试管夹1支,橡皮塞5个。
2实验探究酚酞是一种弱的有机酸,也是常用的酸碱指示剂。
在溶液里,随着溶液酸碱性的变化,酚酞分子结构发生转化而显示出不同的颜色:无色酚酞结构红色酚酞结构。
这种转化过程是一个可逆的过程,学生对此很熟悉。
在碱性溶液中,红色酚酞为什么会逐渐褪色?对此,我们进行了如下实验探究。
2.1不同条件下的酚酞与氢氧化钠溶液作用[假设与猜测]在碱性溶液中,假如红色酚酞褪色是与空气中的二氧化碳有关,那么,只要验证红色酚酞溶液在密闭的容器内不会自然褪色即可。