有关酸碱指示剂的知识

有关酸碱指示剂的知识
有关酸碱指示剂的知识

有关酸碱指示剂的知识
酚酞 fēn tài
别名：非诺夫他林
三维结构化学式：C20H14O4
酚酞(Phenolphthalein)：本品为3,3-双（4-羟基苯基）-1（3H）-异苯并呋喃酮(3,3-Bis(4-hydroxyphenyl)-1(3H)-isobenzofuranone),白色或微黄色的结晶或粉末,无臭,无味.分子式:C20H14O4 ,CAS号：77-09-8.熔点：260℃～263℃,在乙醇中溶解,在乙醚中略溶,在水中几乎不溶.由邻苯二甲酸酐和苯酚在加入脱水剂的条件下加热至115-120℃进行缩合制得.
[编辑本段]化学用途
是一种酸碱指示剂
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8.2醌式结构.
酚酞的变色范围是 8.2 ～ 10.0,所以酚酞只能检验碱而不能检验酸.
（浅红色）（红色）
酸碱指示剂
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,很快红色退去变成无色.
酚酞为白色或微带黄色的细小晶体,难溶于水而易溶于酒精.因此通常把酚酞配制成酒精溶液使用.当酚酞试剂滴入水或中性、酸性的水溶液时,会出现白色浑浊物,这是由于酒精易溶于水,使试剂中难溶于水的酚酞析出的缘故.
酚酞的用途主要有：（1）制药工业医药原料：适用于习惯性顽固便秘,有片剂、栓剂等多种剂型；（2）用于有机合成：主要用于合成塑料,特别是合成二氮杂萘酮聚芳醚酮聚芳醚酮类聚合物,该类聚合物由于具有优良的耐热性、耐水性、耐化学腐蚀性、耐热老化性和良好的加工成型性,由其制成的纤维、涂料及复合材料等很快被广泛应用于电子电器、机械设备、交通运输、宇航、原子能工程和军事等领域；（3）用于酸碱指示剂,非水溶液滴定用指示剂,色层分析用试剂.
酚酞溶液的配制
0.5g酚酞粉末加入80%乙醇直至100ml.
石蕊
分子式(C7H7O4N)n
[编辑本段]【基本信息】
性状为蓝紫色粉末,是从地衣植物中提取得到的蓝色色素,能部分地溶于水而显紫色.
石蕊是一种常用的酸碱指示剂,变色范围是pH=5.0-8.0之间.
石蕊(Litmus)是一种弱的有机酸,相对分子质量为3300,在酸碱溶液的不同作用下,发生共轭结构的改变而变色.
也就是说,在溶液中,随着溶液酸碱性的变化,其分子结构发生改变而呈现出不同的颜色变化:
在酸性溶液里,分子是其存在的主要形式,使溶液呈红色;（由于[H+]增大,平衡向左移）
在碱性溶液里,石蕊水解发生的电离平衡向右移动,电离产生的酸根离子是其存在的主要形式,故使溶液呈蓝色;（由于[OH-]增大,平衡右移）
在中性溶液里,分子和酸根离子共存,因而溶液呈紫色.（[HZ]=[Z-]）
【与酚酞的原理比较】
石蕊和酚酞都是酸碱指示剂,它们都是弱的有机酸.在溶液里,随着溶液酸碱性的变化,指示剂的分子结构发生变化而显示出不同的颜色.
石蕊(主要成分用HL表示)在水溶液里能发生如下电离： HL红色 H+ L-蓝色
在酸性溶液里,红色的分子是存在的主要形式,溶液显红色；在碱性溶液里,上述电离平衡向右移动,蓝色的离子是存在的主要形式,溶液显蓝色；在中性溶液里,红色的分子和蓝色的酸根离子同时存在,所以溶液显紫色.
石蕊能溶于水,不溶于酒精,变色范围是pH 5.0～8.0.
紫色石蕊试液和酚酞是溶液酸碱性的指示剂,其颜色是否变化,取决于溶液的pH大小.我们通常说的pH＜7的溶液使紫色石蕊变红,使无色酚酞不变色,只是一种粗略说法.其实紫色石蕊试液和酚酞有一定的变色范围,参看图.
任何水溶液中都存在H+或OH-,pH的大小决取于溶液H+浓度和OH-浓度的关系.
H+浓度=OH-浓度 pH=7 溶液呈中性
H+浓度＞OH-浓度 pH＜7溶液呈酸性
H+浓度＜OH-浓度 pH＞7溶液呈碱性
在酸溶液中,H+浓度＞OH-浓度,故pH＜7,但pH＜7的溶液不一定是酸溶液,某些盐溶于水后,使得溶液呈酸性,如KHSO4溶于水,会发生以下电离：
KHSO4=K++H++SO4 2-
在KHSO4溶液中,存在大量的H+,pH＜7.故应该说“能使紫色石蕊试液变红的溶液一定是酸性溶液,不使酚酞试液变色的溶液可能是酸性溶液,也可能是中性溶液或弱碱性溶液.”
[编辑本段]【石蕊试液的配制】
(1)先用热酒精溶解去除杂质,把酒精倾去.
(2)加水溶解石蕊,搅拌、静置、过滤.
(3)滤液稀释至1%即得石蕊试液.
[编辑本段]【由来】
其实,石蕊试剂(Litmus reagent)是从一种叫石蕊地衣的植物中提取出来的.
石蕊地衣( litmus li2chen)生长在中高海拔向阳的岩石上,植株矮小,但能通过其分泌的地衣酸促进高山岩石的逐渐风化、解体,对土壤的形成有重要的作用.
[编辑本段]【发明家与石蕊的故事】
石蕊作为化学指示剂检验溶液的酸碱性是英国化学家、物理学家波义耳( Robert Boyie, 1627 -1691)首先发现并开始推广使用的.如何能简便地测出溶液的酸碱性,曾使波义耳及其他科学家大伤脑筋、束手无策.但有一天,问题在波义耳面前出现了转机.这一天,波义耳把刚采来的一束美丽的紫罗兰插在实验室的花瓶里,开始做实验.可是他一不小心把几滴盐酸滴到了紫罗兰的花朵上.他赶忙用清水去冲洗,就在此时,波义耳看到紫罗兰花竟变成了红色花! 紫罗兰为什么会变红? 波意耳感到很新奇,同时更感兴奋,他决心探根究底、搞个水落石出.波义尔又用HNO3、H2SO4、CH3COOH⋯⋯做实验,结果完全相同———花瓣全变成了红色.经过反复实验,波义耳认定紫罗兰花的浸出液,可用于检验溶液是否呈酸性.
初战告捷,但波义耳并不满足,他试图再找出用来检验碱性的物质.他把能找到的花卉、药草、树皮、块茎、块根、苔藓、地衣等制成浸出液,逐一试验它们在碱性溶液中的变色反应.终于发现:碱性溶液能使从石蕊地衣中提取出的紫色液体变蓝.即便如此,波意耳仍未就此止步,他想:能不能用一种试剂既能测酸性又能测碱性呢? 他试着把石蕊浸出液滴入盐酸溶液中,结果出现了与用紫罗兰检验酸性一样的现象———石蕊浸出液也变成了红色!
问题彻底解决了.石蕊试剂遇碱变蓝,逢酸变红,这正是波义耳苦苦找寻的双向指示剂! 从此,石蕊试剂广泛应用于检验溶液的酸碱性.波意耳这项重大发明是在1646年,直到几百年后的现在,仍在普遍采用.所以,我们今天能十分容易地检测出溶液的酸碱性,这应该感谢伟大的波义耳! 同时,我们应学习他善于观察、勤于思考、勇于探求真理的精神.
石蕊的其他用途】
石蕊除常用来制作化学指示剂外,还有多种用途:
可供药用,有抗菌作用,用于制造杀菌剂,其含有的多糖有抗癌作用;还可供食用,并用于制取地衣淀粉、蔗糖、酒精,也可用来提取葡萄糖;以及制成动物饲料;并可用于提取染料———红靛
另外,石蕊地衣对空气中的SO2等污染物十分敏感.据科学家测定:当1m3空气中SO2的含量达到0. 23 mg时,石蕊地衣等植物在一个月内就全部死亡.因此,在城市和某些工厂附近很难生存,人们利用这一特性,把石蕊地衣植物当作检测空气污染程度的指示植物.

紫色石磊试液：遇酸变红，遇碱变蓝，中性不变色
无色酚酞试液：遇酸，中性不变色（无色），遇碱变红。
蓝色石磊试纸：遇酸变红，遇中性，碱，不变色。
红色石磊试纸：遇碱变蓝，遇酸，中性不变色。
PH试纸：以7（中性）为界，PH值越小，越接近红色，越大，越接近蓝色。可对照标准比色卡读出PH值。...

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紫色石磊试液：遇酸变红，遇碱变蓝，中性不变色
无色酚酞试液：遇酸，中性不变色（无色），遇碱变红。
蓝色石磊试纸：遇酸变红，遇中性，碱，不变色。
红色石磊试纸：遇碱变蓝，遇酸，中性不变色。
PH试纸：以7（中性）为界，PH值越小，越接近红色，越大，越接近蓝色。可对照标准比色卡读出PH值。

收起

一般植物遇酸碱变色是因有花青素，其他上者已述。