探究酚酞试液使用中的浑浊现象

2014-10-21 23:34徐惠勇
化学教与学 2014年10期
关键词:酚酞浓度实验

徐惠勇

摘要:抓住课堂教学中一次意外的实验现象,进行宏观探究和微观反思,发现意外现象背后的微观变化,从而为今后更好地进行实验教学提供参考。

关键词:酚酞;浑浊;实验;浓度

文章编号:1008-0546(2014)10-0088-02 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

酚酞是一种常用的酸碱指示剂,遇酸不变色,遇碱变红色。有研究表明,在强酸性环境下酚酞会呈现出橘红色;而在强碱性环境下,酚酞会先变红,瞬间变为无色。[1]

在“酸、碱与指示剂作用”的课堂教学演示实验中,笔者将酚酞试液分别滴加在稀盐酸和NaOH溶液中。意外发现,酚酞滴在稀盐酸中出现了浑浊现象(产生了大量的白色沉淀),而酚酞滴在NaOH溶液中未出现浑浊,表现为正常的变红。当时,我果断的告诉同学们,酚酞中混有了杂质,与盐酸反应生成了沉淀,使课堂教学能够按照预先的设定进行下去。课后反思,这样的解释显然缺乏说服力,重新审视实验现象,进行实验探究。

一、对宏观现象的疑惑和探究

问题一:酚酞试液滴入酸为何出现浑浊?

猜想1:酚酞中的杂质(如:Ag+)与盐酸反应生成了白色沉淀。

实验1:操作:另取一瓶酚酞试液,重复实验;现象:仍然出现浑浊;结论:浑浊不是杂质与盐酸反应产生的。

猜想2:酚酞与盐酸中的HCl反应生成了沉淀。

实验2:操作:将稀盐酸换成等体积的蒸馏水,重复实验;现象:仍然出现浑浊;结论:浑浊不是酚酞与HCl反应生成的。

猜想3:酚酞与水反应生成了沉淀。

思维辨析:酚酞溶液中本来就有水,为何不见浑浊?思维停滞,问题出在哪儿?

迷思概念:酚酞溶液一定就是酚酞溶于水配成的吗?

查阅资料:酚酞难溶于水,易溶于酒精,故实验室所用酚酞试液是由酚酞与酒精配制而成的。这就解释了为何酚酞试液本身并不浑浊。

结论:酚酞试液变浑浊肯定与水有关。

问题二:同样的酚酞试液,去年实验没有出现浑浊,为何今年出现浑浊?

猜想1:酚酞变质了。

查阅资料:酚酞的保质期为5-6年,通常情况下不会变质,且酚酞试液滴在NaOH溶液中正常地显红色也证明了酚酞没有变质。

猜想2:时间过长,酒精挥发,酚酞浓度过大。

实验:药品:酚酞(晶体,上海联试化工试剂),无水乙醇(分析纯,泰州市长浦化学试剂),蒸馏水;操作:取五支试管,分别加入2mL蒸馏水,然后分别向其中滴加2滴不同浓度的酚酞试液,观察现象;现象:见表1。

结论:酚酞浓度太大是导致溶液变浑浊的主要原因。

二、对微观变化的思考和解释

宏观现象的背后,肯定存在着对应的微观解释。酚酞难溶于水,易溶于酒精,而酒精与水是任意比互溶,故在酚酞、酒精和水共存的情况下,必然存在着水分子和酚酞分子对酒精分子的争夺。

猜想:将高浓度酚酞试液(含有较多的酚酞分子)滴加入水中,出现的浑浊现象,可以理解为水分子与酒精分子优先结合,导致酚酞分子与酒精分子分离析出(过程如图1)。图中 [F]代表酚酞分子, [J]代表酒精分子, [S]代表水分子。

验证实验:

操作1:取1支试管,加入1mL c0浓度的酚酞试液,再滴加蒸馏水;

现象1:刚开始未见浑浊,当蒸馏水加入量达到2.9mL时溶液由澄清变浑浊;

解释1:水分子将酒精分子包围,导致酚酞分子析出,溶液变浑浊;

操作2:向上述变浑浊的试液中滴加无水酒精;

现象2:滴加1滴酒精后,浑浊瞬间消失,溶液变得澄清;

解释2:加入的酒精分子重新与析出的酚酞分子结合,导致溶液变澄清;

操作3:在上述变澄清的试液中再次滴加蒸馏水;

现象3:滴加1滴蒸馏水后,澄清的试液再次变浑浊;

解释3:加入的水分子再次将酒精分子包围,导致酚酞分子析出,溶液变浑浊;

……

随着酒精与水的反复滴加,浑浊现象重复出现,但每次浑浊的程度逐渐减弱。理由:酚酞虽然难溶于水,但是毕竟还是能溶解一部分的,随着水的反复加入,总量不断增加,导致少量的酚酞最终溶解在大量的水中,正所谓量变导致质变,这也解释了为何低浓度的酚酞试液滴加在蒸馏水中未见浑浊的原因。因此,我们在配制酚酞试液时,特别是加入非碱性溶液中的酚酞试液,一定不能浓度过高。

回到先前的演示实验,为何同样浓度的酚酞,滴加在NaOH溶液中未见浑浊呢?理由:酚酞与NaOH反应生成了一种醌式结构的钠盐,该钠盐能够溶于水,所以同样的酚酞在NaOH溶液中未见浑浊。

由于条件所限,对于酚酞滴入酸变浑浊的原因,在此只能通过定性的实验进行描述,期待能够加以定量的实验探究,(如探究酚酞分子、酒精分子、水分子数在何种比例下会变浑浊,以及这些分子之间结合的微粒数之比等),以便更好地解释这其中的奥秘。

参考文献

[1] 熊言林,崔洪珊等.红色酚酞逐渐褪色的原因探究[J].化学教育,2006,(11):56-57endprint

摘要:抓住课堂教学中一次意外的实验现象,进行宏观探究和微观反思,发现意外现象背后的微观变化,从而为今后更好地进行实验教学提供参考。

关键词:酚酞;浑浊;实验;浓度

文章编号:1008-0546(2014)10-0088-02 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

酚酞是一种常用的酸碱指示剂,遇酸不变色,遇碱变红色。有研究表明,在强酸性环境下酚酞会呈现出橘红色;而在强碱性环境下,酚酞会先变红,瞬间变为无色。[1]

在“酸、碱与指示剂作用”的课堂教学演示实验中,笔者将酚酞试液分别滴加在稀盐酸和NaOH溶液中。意外发现,酚酞滴在稀盐酸中出现了浑浊现象(产生了大量的白色沉淀),而酚酞滴在NaOH溶液中未出现浑浊,表现为正常的变红。当时,我果断的告诉同学们,酚酞中混有了杂质,与盐酸反应生成了沉淀,使课堂教学能够按照预先的设定进行下去。课后反思,这样的解释显然缺乏说服力,重新审视实验现象,进行实验探究。

一、对宏观现象的疑惑和探究

问题一:酚酞试液滴入酸为何出现浑浊?

猜想1:酚酞中的杂质(如:Ag+)与盐酸反应生成了白色沉淀。

实验1:操作:另取一瓶酚酞试液,重复实验;现象:仍然出现浑浊;结论:浑浊不是杂质与盐酸反应产生的。

猜想2:酚酞与盐酸中的HCl反应生成了沉淀。

实验2:操作:将稀盐酸换成等体积的蒸馏水,重复实验;现象:仍然出现浑浊;结论:浑浊不是酚酞与HCl反应生成的。

猜想3:酚酞与水反应生成了沉淀。

思维辨析:酚酞溶液中本来就有水,为何不见浑浊?思维停滞,问题出在哪儿?

迷思概念:酚酞溶液一定就是酚酞溶于水配成的吗?

查阅资料:酚酞难溶于水,易溶于酒精,故实验室所用酚酞试液是由酚酞与酒精配制而成的。这就解释了为何酚酞试液本身并不浑浊。

结论:酚酞试液变浑浊肯定与水有关。

问题二:同样的酚酞试液,去年实验没有出现浑浊,为何今年出现浑浊?

猜想1:酚酞变质了。

查阅资料:酚酞的保质期为5-6年,通常情况下不会变质,且酚酞试液滴在NaOH溶液中正常地显红色也证明了酚酞没有变质。

猜想2:时间过长,酒精挥发,酚酞浓度过大。

实验:药品:酚酞(晶体,上海联试化工试剂),无水乙醇(分析纯,泰州市长浦化学试剂),蒸馏水;操作:取五支试管,分别加入2mL蒸馏水,然后分别向其中滴加2滴不同浓度的酚酞试液,观察现象;现象:见表1。

结论:酚酞浓度太大是导致溶液变浑浊的主要原因。

二、对微观变化的思考和解释

宏观现象的背后,肯定存在着对应的微观解释。酚酞难溶于水,易溶于酒精,而酒精与水是任意比互溶,故在酚酞、酒精和水共存的情况下,必然存在着水分子和酚酞分子对酒精分子的争夺。

猜想:将高浓度酚酞试液(含有较多的酚酞分子)滴加入水中,出现的浑浊现象,可以理解为水分子与酒精分子优先结合,导致酚酞分子与酒精分子分离析出(过程如图1)。图中 [F]代表酚酞分子, [J]代表酒精分子, [S]代表水分子。

验证实验:

操作1:取1支试管,加入1mL c0浓度的酚酞试液,再滴加蒸馏水;

现象1:刚开始未见浑浊,当蒸馏水加入量达到2.9mL时溶液由澄清变浑浊;

解释1:水分子将酒精分子包围,导致酚酞分子析出,溶液变浑浊;

操作2:向上述变浑浊的试液中滴加无水酒精;

现象2:滴加1滴酒精后,浑浊瞬间消失,溶液变得澄清;

解释2:加入的酒精分子重新与析出的酚酞分子结合,导致溶液变澄清;

操作3:在上述变澄清的试液中再次滴加蒸馏水;

现象3:滴加1滴蒸馏水后,澄清的试液再次变浑浊;

解释3:加入的水分子再次将酒精分子包围,导致酚酞分子析出,溶液变浑浊;

……

随着酒精与水的反复滴加,浑浊现象重复出现,但每次浑浊的程度逐渐减弱。理由:酚酞虽然难溶于水,但是毕竟还是能溶解一部分的,随着水的反复加入,总量不断增加,导致少量的酚酞最终溶解在大量的水中,正所谓量变导致质变,这也解释了为何低浓度的酚酞试液滴加在蒸馏水中未见浑浊的原因。因此,我们在配制酚酞试液时,特别是加入非碱性溶液中的酚酞试液,一定不能浓度过高。

回到先前的演示实验,为何同样浓度的酚酞,滴加在NaOH溶液中未见浑浊呢?理由:酚酞与NaOH反应生成了一种醌式结构的钠盐,该钠盐能够溶于水,所以同样的酚酞在NaOH溶液中未见浑浊。

由于条件所限,对于酚酞滴入酸变浑浊的原因,在此只能通过定性的实验进行描述,期待能够加以定量的实验探究,(如探究酚酞分子、酒精分子、水分子数在何种比例下会变浑浊,以及这些分子之间结合的微粒数之比等),以便更好地解释这其中的奥秘。

参考文献

[1] 熊言林,崔洪珊等.红色酚酞逐渐褪色的原因探究[J].化学教育,2006,(11):56-57endprint

摘要:抓住课堂教学中一次意外的实验现象,进行宏观探究和微观反思,发现意外现象背后的微观变化,从而为今后更好地进行实验教学提供参考。

关键词:酚酞;浑浊;实验;浓度

文章编号:1008-0546(2014)10-0088-02 中图分类号:G633.8 文献标识码:B

酚酞是一种常用的酸碱指示剂,遇酸不变色,遇碱变红色。有研究表明,在强酸性环境下酚酞会呈现出橘红色;而在强碱性环境下,酚酞会先变红,瞬间变为无色。[1]

在“酸、碱与指示剂作用”的课堂教学演示实验中,笔者将酚酞试液分别滴加在稀盐酸和NaOH溶液中。意外发现,酚酞滴在稀盐酸中出现了浑浊现象(产生了大量的白色沉淀),而酚酞滴在NaOH溶液中未出现浑浊,表现为正常的变红。当时,我果断的告诉同学们,酚酞中混有了杂质,与盐酸反应生成了沉淀,使课堂教学能够按照预先的设定进行下去。课后反思,这样的解释显然缺乏说服力,重新审视实验现象,进行实验探究。

一、对宏观现象的疑惑和探究

问题一:酚酞试液滴入酸为何出现浑浊?

猜想1:酚酞中的杂质(如:Ag+)与盐酸反应生成了白色沉淀。

实验1:操作:另取一瓶酚酞试液,重复实验;现象:仍然出现浑浊;结论:浑浊不是杂质与盐酸反应产生的。

猜想2:酚酞与盐酸中的HCl反应生成了沉淀。

实验2:操作:将稀盐酸换成等体积的蒸馏水,重复实验;现象:仍然出现浑浊;结论:浑浊不是酚酞与HCl反应生成的。

猜想3:酚酞与水反应生成了沉淀。

思维辨析:酚酞溶液中本来就有水,为何不见浑浊?思维停滞,问题出在哪儿?

迷思概念:酚酞溶液一定就是酚酞溶于水配成的吗?

查阅资料:酚酞难溶于水,易溶于酒精,故实验室所用酚酞试液是由酚酞与酒精配制而成的。这就解释了为何酚酞试液本身并不浑浊。

结论:酚酞试液变浑浊肯定与水有关。

问题二:同样的酚酞试液,去年实验没有出现浑浊,为何今年出现浑浊?

猜想1:酚酞变质了。

查阅资料:酚酞的保质期为5-6年,通常情况下不会变质,且酚酞试液滴在NaOH溶液中正常地显红色也证明了酚酞没有变质。

猜想2:时间过长,酒精挥发,酚酞浓度过大。

实验:药品:酚酞(晶体,上海联试化工试剂),无水乙醇(分析纯,泰州市长浦化学试剂),蒸馏水;操作:取五支试管,分别加入2mL蒸馏水,然后分别向其中滴加2滴不同浓度的酚酞试液,观察现象;现象:见表1。

结论:酚酞浓度太大是导致溶液变浑浊的主要原因。

二、对微观变化的思考和解释

宏观现象的背后,肯定存在着对应的微观解释。酚酞难溶于水,易溶于酒精,而酒精与水是任意比互溶,故在酚酞、酒精和水共存的情况下,必然存在着水分子和酚酞分子对酒精分子的争夺。

猜想:将高浓度酚酞试液(含有较多的酚酞分子)滴加入水中,出现的浑浊现象,可以理解为水分子与酒精分子优先结合,导致酚酞分子与酒精分子分离析出(过程如图1)。图中 [F]代表酚酞分子, [J]代表酒精分子, [S]代表水分子。

验证实验:

操作1:取1支试管,加入1mL c0浓度的酚酞试液,再滴加蒸馏水;

现象1:刚开始未见浑浊,当蒸馏水加入量达到2.9mL时溶液由澄清变浑浊;

解释1:水分子将酒精分子包围,导致酚酞分子析出,溶液变浑浊;

操作2:向上述变浑浊的试液中滴加无水酒精;

现象2:滴加1滴酒精后,浑浊瞬间消失,溶液变得澄清;

解释2:加入的酒精分子重新与析出的酚酞分子结合,导致溶液变澄清;

操作3:在上述变澄清的试液中再次滴加蒸馏水;

现象3:滴加1滴蒸馏水后,澄清的试液再次变浑浊;

解释3:加入的水分子再次将酒精分子包围,导致酚酞分子析出,溶液变浑浊;

……

随着酒精与水的反复滴加,浑浊现象重复出现,但每次浑浊的程度逐渐减弱。理由:酚酞虽然难溶于水,但是毕竟还是能溶解一部分的,随着水的反复加入,总量不断增加,导致少量的酚酞最终溶解在大量的水中,正所谓量变导致质变,这也解释了为何低浓度的酚酞试液滴加在蒸馏水中未见浑浊的原因。因此,我们在配制酚酞试液时,特别是加入非碱性溶液中的酚酞试液,一定不能浓度过高。

回到先前的演示实验,为何同样浓度的酚酞,滴加在NaOH溶液中未见浑浊呢?理由:酚酞与NaOH反应生成了一种醌式结构的钠盐,该钠盐能够溶于水,所以同样的酚酞在NaOH溶液中未见浑浊。

由于条件所限,对于酚酞滴入酸变浑浊的原因,在此只能通过定性的实验进行描述,期待能够加以定量的实验探究,(如探究酚酞分子、酒精分子、水分子数在何种比例下会变浑浊,以及这些分子之间结合的微粒数之比等),以便更好地解释这其中的奥秘。

参考文献

[1] 熊言林,崔洪珊等.红色酚酞逐渐褪色的原因探究[J].化学教育,2006,(11):56-57endprint

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