过氧化钠使红色酚酞溶液褪色的实验分析

1、过氧化钠使红色酚配溶液褪色的实验分析杨承印王立刚(陕西师范大学化学系)、问题的提出高中化学教材第四章碱金属的第4个演示实验，给盛有NaQ的试管中 加入少量水，当检验完Q后，再加数滴酚酉太试液，其现象并不完全像教学参 考书中所描述的那样，而是红色消失。对于此种反常现象，有过两种不同的 观点。实际情况怎样？本文通过下述实验，给出一种解释，供参考。、实验过程1反应原理NaQ溶解于水及酚配在溶液中的显色机理分别用下式表示NaQ+2HQ 2NaQH-HQ2H2Q 2HQ+QT2 .酚猷与NaQH乍用称取NaQH配制pH从148的不同溶液。取这些溶液各1 mL于试管 中，各加2滴酚酉太试液，当溶液pH&g

2、t; 14时，经振荡，红色消失。往该无色溶 液中逐滴加稀HSQ (O.lmol /L)，当pHv 13时，红色复现，继续 滴加至 pHv9,红色又消失。此时再加2moi/L的NaQH溶液，当pH>9时，红色复 现，pH> 14,红色又消失。由此可推知，当溶液的碱性过强(pH> 14)，加入 酚猷，红色的消失是因为酚猷红色的酿式结构转化为无色的竣酸盐式结构。 所以，使酚猷显红色的最佳pH范围应为139之间。3 .酚猷与HQ作用为模拟给NaQ溶液中加入酚儆以后红色消失的现象，我们找出在碱介质 中，酚猷与HQ的作用条件及变色机理。取pH=11的NaOHIm和30%的HO2滴于一支试

3、管中，然后加酚酉太1 滴，出现红色，振荡，红色消失。为避免残存的 HQ对后续反应的影响， 可加入重金属的氧化物或氢氧化物作为催化剂以加速 HO的分解。给上述 溶液加入MnQ除掉过量的HO,静置后，上层澄清溶液红色不复现。再取 pH> 14的NaOH溶液，做类似实验，我们将上层清液取出，给它回滴稀硫 酸，使该溶液的pH限定在148之间，红色仍然不复现。下面是给ImLNaO 溶液中加2滴30%HO后，再加1滴酚儆试液，不同pH溶液红色消失所需要 的时间（min）。pH1311108褪色时间220(50180以上现象表明，在酚猷显色范围内，随pH降低，褪色时间延长，并且 红色一旦消失，再加酸或

4、碱调节溶液的pH,红色也不复现。产生上述现象的可能原因如下：根据弱电解质在溶液中各型体分布系数 公式 S b=K/ （ H+ + K%对于酚儆，其 K>=7.9 X 1O-10，当H =1 X 10-12mol /L （pH=12）时，经计算，红色的醒式含量达到99.98 % （可不考 虑醒式向竣酸盐式转化）。随着H+增加，溶液中的醒式含量降低。对于 HQ,在碱性条件下发生酸式电离：HO=H+ HOK>=1 .8X1O”2 ho具有强的氧 化性，其电极反应为：HO + HO+ e=3OHEB0=0.87V当pH=12时，据分布 系 数公式计算，知H。已占64.3 %。随着pH降低，

5、HO含量也降低，氧化能力 随之降低。这就是为什么pH在139之间时，pH越小，褪色速度越慢的可 能原因。即H。使红色酚儆溶液褪色的原因是HO离子把醒式结构进一步氧 化为无色所致，并且这种氧化能力随pH降低而减弱。4 . Na。的水溶液与酚酷作用称取固体NaO,溶解后分别配成pH为13、12、11、10的溶液，再 滴入 酚猷试液检验褪色情况，发现pH为14、13、12的3个试样红色消失，pH 为11和1。的长时间红色不消失。Na。溶液与酚酉太的作用，与前面NaOH HO （碱性）分别和酚酉太作用 的现象一致。那么我们就可以推测出Na。溶液与酚儆之间的作用，实际 上是 碱性溶液中HO电离出的HO离

6、子和酚酉太的醍式.结构发生了氧化还原反应。三、问题的解决基于以上的实验事实与分析，我们认为给NaQ的水溶液中滴加酚配，红 色消失的原因有两点。1 当固体Na。中所加水量较少时（pH> 14），高浓度的OF离子使酚 献由醒式转化为竣酸盐式。2 当加入的水量适中（成为138），溶液中的HO就会把酚配的 红色 醒式氧化。要使Na。与水反应后滴加酚酉太试液，红色不消失（至少一节课时间 内），则要从以下两点考虑，两者缺一不可。首先是不考虑氧化作用，溶液 的pH控制在138之间。其次是溶液中的H0的浓度不能太大。但是，保 持了上述的红色不消失，则使溶液的浓度变得很小，这就很难析出 O2 （大量HQ溶解于水中）。为了使这个演示实验现象明显，达到预期目的， 其原则是：在浓碱液中检验。，在稀碱液中检验NaOH具体操作改为，取黄 豆粒