酚酞在酸性溶液中為無(wú)色①,在堿性溶液中為紫紅色是讀者熟知的現(xiàn)象?,F(xiàn)在進(jìn)行以下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)1
把酚酞溶液滴入NaOH溶液(濃度>2mol/l),顯現(xiàn)紅色(如圖),在振蕩過(guò)程中溶液退成無(wú)色。為了驗(yàn)證這個(gè)退色現(xiàn)象是否系空氣中CO2溶解所造成的(就像用NaOH溶液滴定HCl溶液以酚酞為指示劑,當(dāng)呈現(xiàn)淺紅色時(shí)表示滴定已達(dá)終點(diǎn),后因CO2的溶解,溶液退成無(wú)色),往無(wú)色液中再滴加酚酞。如果現(xiàn)象是:呈無(wú)色液,示原先退色是CO2溶解之故;若呈紫紅色,表明溶液仍為堿性(即使有CO2溶解問(wèn)題)。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是,再次滴入酚酞,溶液呈現(xiàn)紅色,振蕩過(guò)程中又退成無(wú)色。若再滴入酚酞,溶液再現(xiàn)紫紅色,振蕩,表明酚酞在稍濃(>2mol/l)些NaOH溶液中為無(wú)色。
酚酞在不同溶液中呈現(xiàn)的顏色:
酚酞——實(shí)驗(yàn)過(guò)程
實(shí)驗(yàn)2把酚酞液滴入濃H2SO4,呈現(xiàn)橙色,不論振蕩多長(zhǎng)時(shí)間,其顏色不變。若把橙色液倒入大量水中,得無(wú)色液。其實(shí)酚酞在不同的條件下,因結(jié)構(gòu)的改變而呈現(xiàn)4種相應(yīng)的顏色。
通過(guò)酚酞顏色隨條件而變的事實(shí)是想強(qiáng)調(diào):在一定條件下所呈現(xiàn)的現(xiàn)象,當(dāng)條件改變時(shí),現(xiàn)象可能有相應(yīng)的改變。為了加深這個(gè)印象,再進(jìn)行一個(gè)實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)3取少量I2置于蒸發(fā)皿中微熱,預(yù)先用兩根玻璃棒分別用水“粘住”淀粉試紙和碘化鉀淀粉試紙,置于I2蒸氣中?,F(xiàn)象是:碘化鉀淀粉試紙先顯色,而且顏色比淀粉試紙呈現(xiàn)的顏色要深些。表明碘和淀粉的顯色反應(yīng)和有無(wú)KI有關(guān)?,F(xiàn)已證實(shí):在有I-時(shí),將和I2形成I-3、I-n(n=5、7……),較易進(jìn)入淀粉的結(jié)構(gòu)②而顯色。
條件變了,性質(zhì)(現(xiàn)象)可能隨之而變,在化學(xué)上是很普遍的。一般化學(xué)實(shí)驗(yàn)中的條件指:試劑的濃度,溶液的酸堿性,試劑的相對(duì)用量,加試劑的先后順序,溫度及是否加催化劑等。
由右圖可知,酚酞結(jié)構(gòu)從強(qiáng)堿到強(qiáng)酸環(huán)境,越來(lái)越質(zhì)子化,但是只有在強(qiáng)酸環(huán)境與堿性環(huán)境顯現(xiàn)出顏色。這是因?yàn)樵谶@兩種環(huán)境下中心的碳原子為sp2雜化,所有碳原子在同一平面,形成整個(gè)分子的大離域π鍵(在強(qiáng)酸環(huán)境下是19中心18電子π鍵,堿性環(huán)境下是19中心19電子π鍵)。
由此可知,存在大的共軛體系的分子溶液容易表現(xiàn)出顏色。這是由于大共軛體系中的自由電子可以吸收特定波長(zhǎng)的電磁波,從而顯現(xiàn)出顏色。