氢氧化钠溶液使酚酞试液变色的探究

龚益权

一、问题的提出

人教版九年级化学下册教材第十单元“酸和碱”课题1“常见的酸和碱”中通过在白醋、苹果汁、石灰水、氢氧化钠溶液中分别加入紫色石蕊试液和无色酚酞试液后的颜色变化两组实验，得出“酸能使紫色石蕊试液变成红色，不能使无色酚酞溶液变色；碱能使紫色石蕊溶液变成蓝色，使无色酚酞溶液变成红色”。但是，在实际操作中，往往出现异常现象，在氢氧化钠溶液中滴加酚酞试液先变红色，然后又变成无色。

二、查阅资料

酚酞是一种弱有机酸，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，酚酞的醌式或醌式酸盐在碱性介质中很不稳定，它会慢慢地转化成无色羧酸盐式；遇到较浓的碱溶液，会立即转变成无色的羧酸盐式，所以，酚酞试剂滴入浓碱液时，酚酞开始变红，很快红色褪去变成无色。简单地说，氢氧化钠溶液的浓度太高了，破坏了酚酞的结构。既然如此，我们在实验中应该将氢氧化钠溶液的浓度控制在什么范围较恰当呢？

三、进行实验

1.所用仪器、药品

电子天平（0.001g），量筒：10ml、50ml、100ml，容量瓶：100ml，烧杯、试管、玻璃棒、药匙、胶头滴管，氢氧化钠、酚酞、无水乙醇、蒸馏水。

2.配制标准酚酞溶液

称取0.5g酚酞溶于无水乙醇中，定容到100ml，混合均匀，即得0.5%的酚酞溶液。

3.配制不同浓度的氢氧化钠溶液，滴入酚酞试液，观察颜色变化并记录所需时间

（1）称取4gNaOH，用量筒量取46ml水，在烧杯中溶解，并用玻璃棒搅拌均匀，即得8%NaOH溶液。取4支试管，一支加入蒸馏水以作對比，另3支分别加入3ml8%NaOH溶液，各滴入2d酚酞试液，振荡、静置、观察，颜色变化很快。

（2）取4gNaOH，量取96ml水，在烧杯中溶解，用玻璃棒搅拌均匀，得4%NaOH溶液。取4支试管，一支加入蒸馏水作对比，另3支分别加入3ml4%NaOH溶液，各滴入2d酚酞试液，振荡、静置、观察，颜色变化快。

（3）取10ml4%NaOH溶液，加水稀释至20ml，得2%NaOH溶液（由于浓度较小，溶液密度近似为1g/cm3）。取4支试管，一支加入蒸馏水作对比，另3支各取3ml2%NaOH溶液，滴入2d酚酞试液，振荡、静置、观察，红色逐渐变淡，1小时后仍有很淡的淡红色。

（4）取10ml4%NaOH溶液，加水稀释至50ml，得0.8%NaOH溶液。取4支试管，一支加入蒸馏水作对比，另3支分别加入3ml0.8%NaOH溶液，各滴入2d酚酞试液，振荡、静置、观察，红色慢慢变淡，2小时后仍为淡红色，但颜色较上一个实验中深。

（5）取0.8%NaOH溶液与等体积水混合，得0.4%NaOH溶液，滴入2d酚酞试液，变成红色，振荡、静置。颜色变化很缓慢，16小时后仍为淡红色，其颜色比上一实验中深。

（6）取2ml0.8%NaOH溶液，加水稀释至10ml，得0.16%NaOH溶液。取3ml0.16%NaOH溶液，滴入2d酚酞试液，变成红色，振荡、静置。数天后颜色仍为淡红色。

四、结论

氢氧化钠溶液使酚酞试液变红的实验中最好使用1%以下的NaOH溶液，才能保持溶液较长时间不会褪色。

五、拓展

不同指示剂在不同酸、碱性溶液中都有一定的变色范围。石蕊：PH<5.0时为红色；PH在5.0～8.0时为紫色；PH>8.0时为蓝色。甲基橙：PH<3.1为红色；PH在3.1～4.4时为橙色；PH>4.4为黄色。酚酞：PH<8.2时为无色；PH在8.2～10.0时为粉红色；PH>10.0为红色。酚酞在浓度较大的碱溶液中不稳定，容易出现异常现象。所以，我们在实际教学中也可以用澄清石灰水来代替氢氧化钠溶液，因为氢氧化钙微溶于水，而氢氧化钠易溶于水，即使是饱和氢氧化钙溶液，其浓度也比较小，不容易出现滴入酚酞试液后变成红色又很快变成无色的现象。

六、反思

一定量的NaOH溶液中滴入几滴酚酞试液，变成红色，然后逐滴滴加稀盐酸至溶液刚好变为无色，此时反应是否达到终点呢？溶液中的氢氧化钠是否完全反应了呢？根据酚酞的变色范围，此时氢氧化钠应还有剩余，只是很少。例如，某学生用氢氧化钠溶液和盐酸进行酸、碱中和反应的实验时，向烧杯中的氢氧化钠溶液中滴加稀盐酸，一会儿后，发现忘了滴加指示剂。于是，他停止滴加盐酸，滴入几滴酚酞试液，呈无色。试分析当停止滴加盐酸时，烧杯内溶液中的溶质成分是什么。一般的理解是酚酞在酸性和中性溶液中均呈无色，故溶液中溶质可能是NaCl、NaCl和HCl。但根据酚酞的变色范围，在PH<8.2时也为无色，因此溶液中的溶质也可能是NaCl和极少量的NaOH。

同样的道理，关于指示剂遇酸、碱溶液变色，经常有这样的说法：石蕊在酸性溶液中变红（PH<7），中性溶液中为紫色（PH=7），碱性溶液中呈蓝色（PH>7）；酚酞在酸性（PH<7）及中性（PH=7）均为无色，在碱性（PH>7）溶液中为红色。这是不科学、不严密的。