酚酞与酚酞试纸:化学世界里的变色精灵

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酚酞:从发现到特性​
酚酞,这个名字听起来或许有些陌生,但它在化学实验中可是常客。1871 年,德国化学家道夫・冯・拜尔发现了酚酞。它的化学式为​C20​H14​O4​,是一种白色或微带黄色的细小结晶粉末,无臭无味,就像化学世界里一位低调的 “隐士”。酚酞不溶于冷水,却能在乙醇和乙醚中 “畅游”,加热时在水中的溶解度会增加一些。​
酚酞最神奇的地方在于它的化学性质。它是一种弱有机酸,在不同酸碱度的溶液中,会展现出截然不同的面貌。在 pH<8.2 的溶液里,酚酞呈现出无色的内酯式结构,仿佛一位穿着隐形衣的舞者,悄然无声。当溶液的 pH 值在 8.2 - 10.0 之间时,酚酞摇身一变,成为红色的醌式结构,鲜艳夺目,如同舞台上闪耀的明星。所以,酚酞作为一种常用的酸碱指示剂,广泛应用于酸碱滴定过程中。不过,需要注意的是,酚酞在强碱中会由红色迅速退为无色,在浓酸中也会变色,在稀酸溶液中如果酚酞滴加过量,还会造成沉淀,使溶液变成白色浑浊,这是因为酒精易溶于水,导致难溶于水的酚酞析出。酚酞遇浓硫酸会变橙色,在浓硝酸等氧化剂作用下,分子结构被破坏,反应不可逆,而与浓硫酸形成颜色反应时,分子结构并未破坏,反应可逆。​
酚酞试液:实验室中的酸碱 “侦察兵”​
在实验室里,我们常常会用到酚酞试液。酚酞试液的制作并不复杂,将酚酞溶解于酒精中就制成了。通常,我们把 0.1g 酚酞溶解于 100mL 90% 的乙醇中,就得到了常用的酚酞指示剂。在进行酸碱滴定时,酚酞试液就像一位敏锐的 “侦察兵”。当用碱滴定酸时,随着碱液的逐渐加入,溶液的 pH 值不断升高,当 pH 值达到 8.2 左右时,原本无色的溶液会慢慢出现粉红色,这就像是给我们发出了一个信号,告诉我们滴定即将到达终点。而且,酚酞试液的变色范围与用量有关,在 50 - 100 毫升滴定溶液中,加入两三滴 0.1% 酚酞溶液,溶液会在 pH = 9.0 时出现粉红色;若加入 10 - 15 滴 0.1% 酚酞溶液,则在 pH = 8.0 时就会出现粉红色。此外,温度也会影响酚酞试液的变色范围,18℃时酚酞的变色范围是 pH = 8.3 - 10.0,而在 100℃时,则变为 pH = 8.1 - 9.0。

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