酚酞指示剂配制猜想

张昊宇

酚酞是白色或微带黄色的结晶粉末，无味，不溶于冷水，加热时溶解较多，溶于乙醇和乙醚。中华人民共和国国家标准（即国标）配制酚酞指示剂的方法为：称取0.5g酚酞，用95%乙醇溶解并用95%乙醇定容至100mL，这样得到的酚酞指示剂的浓度为0.5%。

我对上述国标感到困惑：酚酞是指示剂，用于检验溶液的碱性或指示酸碱溶液恰好中和，通常只用2滴至3滴，为什么酚酞指示剂的浓度一定要配成0.5%？大于0.5%或小于0.5%行不行？既然酚酞试液的浓度很小，为什么不用水配制？

针对上述疑问，我展开了探究。

一、提出猜想

1.酚酞指示剂用于检验溶液的酸碱性和判定中和反应终点，前者是定性试验，对指示剂的量没有严格要求，后者只需2滴至3滴试剂即可。酚酞试剂浓度可大可小，无需严格配成0.5%的溶液。

2.酚酞在酒精中的溶解度很大，可配制浓度很高的溶液，但实际使用的酚酞试液都是稀溶液。既然指示剂溶液都是稀溶液，就可用酚酞的饱和溶液（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剂。

二、实验验证

1.验证猜想1

实验1：用分析天平分别称取0.100g、0.010g、0.005g酚酞置于三个烧杯中，在装有酚酞的三个烧杯中分别倒入普通医用酒精各100ml，酚酞溶解后即得质量分数为0.100%、0.010%、0.005%的酚酞水溶液。将上述0.100g、0.010g、0.005g酚酞试液分别滴入饱和澄清石灰水和5%的氢氧化钠溶液中，液体立即变红。

实验2：把质量分数为5%的酚酞酒精溶液和饱和酚酞酒精溶液滴入盐酸或水中，有白色浑浊现象。在浑浊溶液中不断加盐酸或水，溶液渐渐变清澈。这说明酚酞酒精溶液的浓度不能太大，否则酚酞会在水溶液中结晶。

实验3：把5%的酚酞酒精溶液、饱和酚酞酒精溶液、0.005%的酚酞溶液分别滴入98%的浓硫酸，溶液都呈现橙色，无论振荡多长时间，颜色不变。说明酚酞分子结构被破坏。

2.验证猜想2

实验4：取少许酚酞粉末于小烧杯中，用约10ml热水溶解，搅拌静置后得到酚酞饱和溶液。用胶头滴管吸取酚酞饱和水溶液分别滴3滴于饱和石灰水、5%的氢氧化钠溶液中，溶液立即变成红色。将酚酞酒精溶液分别滴入与上述实验所用相同的饱和石灰水和5%的氢氧化钠溶液中，溶液变红。酚酞酒精溶液变色情况与酚酞水溶液变色情况没有差异，说明用酚酞水溶液可作指示剂。

实验5：把10ml左右的自来水倒入大试管，滴3滴0.100%的酚酞水溶液，溶液不变色，加热试管至沸腾后，溶液呈粉红色。

三、实验结论

1.实验1、2、3表明，中学化学实验配制酚酞试液时浓度不必严格控制在0.5%。具体浓度有较大的弹性，不低于0.010%即可，0.100%左右最好。

2.实验4 表明，酚酞不必用酒精溶解，酚酞水溶液完全可以用作酸碱指示剂。用水配制的稀酚酞试剂既不变质，又不影响中和终点的判定。因为不需要也不能用酒精配制浓的酚酞溶液，若酚酞溶液太浓，酚酞的溶解度小，出现白色浑浊，影响观察。

3.实验5表明，配制酚酞水溶液不宜用硬水（自来水或泉水）。因为硬水中有少许含钙离子、镁离子的碳酸盐，在加热条件下，碳酸盐的水解加剧，产生极弱碱性，导致酚酞显示粉红色。

如果用于非水溶液滴定用指示剂和色层分析，则必须用酒精配制酚酞试剂。初中和高中的中和实验都在酚酞水溶液中进行，无需用酒精配制。endprint