验证苯酚的酸性的相关实验有哪些?
验证苯酚的酸性1.
在试管中取2mL苯酚溶液,滴加石蕊试剂,观察现象。
2.
在三支试管中分别取少量苯酚固体,并分别向其中加入2—3毫升氢氧化钠溶液、2—3mL碳酸钠溶液、2—3mL碳酸氢钠溶液,充分振荡,观察并比较现象(注意加盐溶液的试管中是否有气泡。)
3.
在试管中取2mL氢氧化钠溶液,滴加2—3滴酚酞试液,再加入少量苯酚固体,观察颜色变化。
交流现象1.
苯酚不能使石蕊变红。
2.
苯酚固体易溶于氢氧化钠溶液和碳酸钠溶液,无气泡产生;难溶于碳酸氢钠溶液。
3.
苯酚使红色溶液(滴有酚酞试液的氢氧化钠溶液)逐渐变浅。
实验结论苯酚具有弱酸性,酸性介于碳酸和碳酸氢根离子之间。由于苯酚的酸性太弱,以至于不能使石蕊试剂变红。(石蕊试液的变色范围是:pH值5~8)
演示实验:在刚才制取的苯酚溶液中边振荡边逐滴加入氢氧化钠溶液,至恰好澄清,生成物为苯酚钠。再持续通入二氧化碳气体,溶液又变浑浊(二氧化碳与水生成碳酸,碳酸与苯酚钠反应生成苯酚与碳酸氢钠)。综上所述,根据强酸制弱酸的原理可知酸性:
H2CO3
>
>
NaHCO3
。亦可知碳酸的酸性比苯酚的酸性强。
①可以取适量苯酚溶于水,然后用PH试纸检验溶液的PH,得到溶液为弱酸性,从而证明苯酚是弱酸。
②取适量苯酚溶于适量氢氧化钠溶液,再向生成的苯酚溶液中加入醋酸溶液,可以看到有苯酚重新析出,说明苯酚酸性比醋酸弱,而醋酸是弱酸,则苯酚一定是弱酸。
苯酚(Phenol,C6H5OH)又名石炭酸、羟基苯,是德国化学家龙格(Runge F)于1834年在煤焦油中发现的,是最简单的酚类有机物,一种弱酸。常温下为一种无色晶体,有毒。苯酚是一种常见的化学品,是生产某些树脂、杀菌剂、防腐剂以及药物(如阿司匹林)的重要原料。苯酚有腐蚀性,常温下微溶于水,易溶于有机溶液;当温度高于65℃时,能跟水以任意比例互溶。其溶液沾到皮肤上可用酒精洗涤,苯酚暴露在空气中呈粉红色。苯酚对皮肤、粘膜有强烈的腐蚀作用,可抑制中枢神经或损害肝、肾功能。
1实验部分
1.1实验步骤及数据(见表1)
表1苯酚溶液与石蕊试液反应显色情况表
(1)用蒸馏水做溶剂和对比液
①用新制蒸馏水配制苯酚饱和溶液、石蕊试液。
②在0、2号刻度试管中,分别盛5mL蒸馏水和苯酚饱和溶液。
③分别向这两支试管中滴入2滴石蕊试液,振荡各试管、静置,观察:两支试管中的液体都由无色变为浅红色。
④用精密pH试纸测定蒸馏水的pH约为5.4~6.2,其酸性与苯酚的酸性相当。
(2)用中性自来水做溶剂和对比液
①用自来水(用精密pH试纸测知我校市区自来水的pH约为7)配制苯酚饱和溶液(25℃下,苯酚溶解度约为9g/100gH2O[4])、石蕊试液。
②取13支颜色、规格都相同的刻度试管,并依次进行编号,在1号试管中盛5mL自来水,在其余2~13号试管中分别盛5mL苯酚饱和溶液。
③向1、2号试管中分别滴入紫色石蕊试液1滴,振荡各试管,静置,把1、2号试管的后面衬上白纸作对比观察:自来水由无色变为淡紫色,饱和苯酚溶液由无色变为浅红色。
④分别把3~13号试管中的饱和苯酚溶液稀释如表1中所列倍数,各取相应稀释液5mL,滴入1滴石蕊试液,振荡各试管,静置,分别在白纸衬托下与1号试管中的液体作比较观察:当稀释至约10倍时,还能看出苯酚溶液由无色变为微红色,约10倍以后已看不出有微红色出现,只是比1号试管中的浅紫色变的更浅。
⑤在上述1~13号试管中分别再滴入1滴石蕊试液,振荡各试管,静置,在白纸衬托下将2~13号试管中的液体分别与1号试管中的液体作对比观察:1号试管中的液体为紫色,2~15号试管中的液体紫红色逐渐变浅。
⑥在上述1~13号试管中分别再滴人1滴石蕊试液,振荡各试管,静置,在白纸衬托下将2~13号试管中的液体分别与1号试管中的作对比观察:1号试管中的液体呈深紫色,2~15号试管中的液体紫红色(较滴入2滴石蕊试剂时紫红色深一些)逐渐变浅。
1.2结论
苯酚的水溶液可使石蕊试液变红。
1.3实验说明
(1)本实验不能只在苯酚水溶液中滴加石蕊试剂而决定苯酚能否使石蕊试剂变红色,实验前,要看配制苯酚溶液的水是否为中性,要用中性水滴加石蕊试剂后溶液颜色与其作对比观察而定。
我们知道,天然水里一般地含有Ca2+、Mg2+等阳离子和HCO3-、CO32-、Cl-、SO42-和NO3-等阴离子。
全国各地的天然水含有这些离子的种类和数量有所不同。通常把溶有较多量的Ca2+和Mg2+的水,叫做硬水;只溶有少量或不含Ca2+和Mg2+的水叫做软水。如果水的硬度是由碳酸氢钙或碳酸氢镁所引起的,这种硬度叫做暂时硬度。具有暂时硬度的水经过煮沸后,水里所含的碳酸氢钙就分解而生成不溶性的碳酸钙:
Ca(HCO3)2=CaCO3↓+CO2↑+H2O
水里所含的碳酸氢镁先形成难溶于水的碳酸镁沉淀:
Mg(HCO3)2=MgCO3↓+CO2↑+H2O
碳酸镁虽然难溶于水,但它仍有少量能溶解在水里(在18℃时,它的溶解度为0.011g/100gH2O)。因此,当继续加热煮沸时,碳酸镁就发生水解反应:
Mg2++2H2O=Mg(OH)2↓+2H+
生成了更难溶的氢氧化镁(在18℃时,它的溶解度为0.00084g/100gH2O)。这样,水里的OH-减少,H+相对增加,所得蒸馏水呈酸性。
我们知道,该实验的目的是要证明苯酚的弱酸性,实验用的溶剂及对照实验用水都应是中性的。否则,影响实验的准确性和科学性。因此,在实验时,我们应考虑所用水的pH是否呈中性(不少学生一谈到蒸馏水,就认为是中性的水),要注意,用中性天然水(中性自来水)制得的蒸馏水不一定是中性的。各学校自制的蒸馏水,是否呈中性,这要看所在地水质情况,如果所在地的水属于软水,则用软水制得的蒸馏水是中性(或非常接近中性的)。如果所在地的水属于硬水,则制得的蒸馏水是微酸性的。如我们学校所在市区的水就属于暂时硬水,我们制得的蒸馏水pH约为5~6,该蒸馏水本身就可以使石蕊试液变红色。因此,用暂时硬水制取的蒸馏水做溶剂,不能说明苯酚水溶液能使石蕊试液变红色。
(2)一般在做该实验时,是在试管中加入少量苯酚,再滴入2mL~5mL水(中性),其溶液浓度虽不一定是饱和溶液,但一般不会太低(远不会低于苯酚饱和溶液稀释至90倍以上的浓度),在该试液中滴入2至3滴石蕊试剂,在白纸衬托下作对比观察,实验现象是非常明显的。
2理论探索
我们知道,苯酚具有弱酸性,其电离常数为1.28×10-10,它在25℃下,溶解度约为9g/100gH2O,可近似看作易溶物(20℃时,溶解度在10g/100gH2O以上的是易溶物)。25℃下,苯酚饱和溶液的物质的量浓度为:25℃时,苯酚饱和溶液的H+浓度为:
分别将稀释后的苯酚水溶液的pH算出(见表1)。我们知道,石蕊的变色范围是pH为5~8,从表1不难看出,即使把苯酚的饱和溶液稀释5倍~90倍,其pH也在5.3~5.9之间,此酸度,基本满足了石蕊变红对H+浓度的要求。
可见,苯酚水溶液是能使石蕊试液变为红色的。但是,在语言的表述上应注意:如果用的是苯酚的饱和溶液,石蕊试剂滴加的是1滴,应表述为:变为浅红色;稀释饱和苯酚溶液约为10倍,滴入1滴石蕊试液后,
应表述为:变为微红色;如果在苯酚的饱和溶液中或稀释倍数约在20倍以下时,滴加2至3滴石蕊试液,应表述为:变为紫红色;稀释饱和苯酚溶液约超过20倍、约不超过90倍时,滴入2至3滴石蕊试液后,应表述为:变为浅(或微)紫红色。
2)测定某溶液之后,要认真冲洗,并吸干水珠,再测定下一个样品;测定有油污的样品,特别是有浮油的样品,用后要用CCI4或丙酮清洗干净,之后需用1.2mol/L盐酸冲洗,再用蒸馏水冲洗,在蒸馏水中浸泡平衡一昼夜再使用;测定浑浊液之后要及时用蒸馏水冲洗干净;测定乳化状物的溶液后,要及时用洗涤剂和蒸馏水清洗电极,然后浸泡在蒸馏水中;玻璃电极的内电极与球泡之间不能存在气泡,若有气泡可轻甩点即让气泡逸出。
3)如果电极上粘有油污,可用浸有CCl4或丙酮的棉花轻擦,然后放入0.1mol/LHCI溶液中浸洗12小时,再用蒸馏水反复冲洗;平时常用的PH电极,短期内放在PH4.00缓冲溶液中或浸泡在蒸馏水中即可;长期存放,用PH7.00缓冲溶液或套上橡皮帽放在盒中。
苯酚是一种具有特殊气味的无色针状晶体,有毒,是生产某些树脂、杀菌剂、防腐剂以及药物(如阿司匹林)的重要原料。也可用于消毒外科器械和排泄物的处理,皮肤杀菌、止痒及中耳炎。熔点43℃,常温下微溶于水,易溶于有机溶剂;当温度高于65℃时,能跟水以任意比例互溶。苯酚有腐蚀性,接触后会使局部蛋白质变性,其溶液沾到皮肤上可用酒精洗涤。小部分苯酚暴露在空气中被氧气氧化为醌而呈粉红色。遇三价铁离子变紫,通常用此方法来检验苯酚。