在ｐＨ試紙上做系列微型化學實驗

摘要：設計了在pH試紙上進行的微型電解、實驗、紙色譜法、驗證溶液酸堿性以及演示水解平衡等實驗。

關鍵詞：pH試紙；微型化學實驗，

文章編號：1005－6629(2008)11－0005－02中圖分類號：G633.8文獻標識碼：C

由于濾紙本身的毛細特質、顏色純白等特點，在濾紙上進行化學實驗已經成為微型化學實驗研究的熱點之一[1][2]，pH試紙質地與濾紙相似，在一些趣味實驗和微型實驗中完全可以替代濾紙，而且能及時呈現出反應進程中體系酸堿性的變化，經過設計與實驗驗證，設計出四則pH試紙上的微型實驗。

1 pH試紙上的微型電解

電解質溶液電解過程中往往伴隨著兩極酸堿性的變化。我們取一條廣泛pH試紙，浸潤了飽和Na₂SO₄溶液后放置于玻璃片上，取兩只回形針夾住試紙兩端，另取導線、鱷魚夾、9V電池連接好電路，當兩根鱷魚夾夾住回形針后，試紙上立刻出現以下現象：陽極回形針處很快出現大片紅棕色，陰極附近迅速呈現大片藍紫色，對照比色卡發現其pH約為13。這是因為陰極發生如下電極反應：2H₂O+2e^-→H₂+2OH^-。(編者注:建議適當降低電壓)

電解硫酸鈉溶液相當于電解水，本應該在陽極得到氧氣，電極附近溶液顯酸性，但在本實驗中得到是紅棕色物質。由于電極采用鐵制回形針，推測可能是回形針被氧化得到的氧化鐵。隨后將紅棕色物質從試紙上刮下少許置于試管中，加稀鹽酸完全溶解后，發現溶液呈棕黃色，滴加一滴KSCN溶液振蕩，溶液出現血紅色，從而證明了我們的推測。

如果采用鉛筆芯作為電極，對pH試紙上的硫酸鈉溶液電解，可見陽極與試紙接觸處呈現紅色圓點，陰極與試紙接觸處呈現藍色圓點，更好地說明了電解水的本質[3]。

2 pH試紙上的“紙色譜法”

紙色譜法又叫紙層析法，一般以濾紙為承載物。在濾紙的毛細作用下，可將移動速度不同的組分分離，最早應用于分離植物色素時會形成不同顏色的譜帶，后來廣泛用于物質的分離。如今紙色譜法已經進入高中化學新課程“實驗化學”選修模塊，教材中介紹利用粉筆也可以完成層析分離。我們在實驗中發現用pH試紙可以方便地設計一個類似“紙色譜法”的趣味微型實驗。

取一張廣泛pH試紙，在離試紙末端約2mm處用鉛筆畫一條細線平行于短邊。用多用滴管在細線處滴加一滴10%的NaOH溶液，液滴立刻蔓延開來，顯示藍紫色pH約為13。將pH試紙顯示藍紫色的一端浸在蒸餾水中，水平面與細線處大致相平，隨著水在試紙上由底端向另一端展開，試紙上的顏色也逐漸展開，由下而上色帶為淡黃色、藍紫色、深綠色、青綠色。將試紙從水中取出，保持原來方向垂直放置片刻，待水相停止流動，顏色分布穩定下來時，pH試紙由下而上的色素帶分別為淡黃色、土黃色、青綠色、藍紫色、墨藍色，顏色所表示的pH與堿的濃度有關，距離浸入端越近的區域蒸餾水展開也多，NaOH的濃度越低；但距離太遠的地方，移動抵達的NaOH溶液也少。

如果用稀硫酸替代NaOH溶液重復該實驗則無此效果。

3 用pH試紙驗證鹽類溶液酸堿性

鹽類水解是《化學反應原理》選修模塊中重要章節內容，傳統的實驗需要配制大量不同類型的鹽溶液來進行實驗探究，但其實真正用上的不過一兩滴。我們在玻璃板上放置五張pH試紙，每張縱向間隔2cm左右。在每張試紙的一端分別放置一小粒不同鹽類的固體，用多用滴管在鹽粒上滴加2滴蒸餾水，即可見試紙上顏色變化。

要注意的是，為了準確表現鹽類水解產生的酸堿性變化，該實驗所配制的鹽溶液最好是無色透明的。

4 用pH試紙演示鹽類水解平衡移動

鹽類水解是吸熱反應，溫度升高可使水解程度變大。pH試紙不僅可以表現鹽溶液靜態的酸堿性，還可以通過溫度的改變，表現水解平衡的移動。分別配制飽和碳酸鈉溶液與硫酸鋁溶液，用玻璃棒蘸取少許鹽溶液于兩張廣泛pH試紙上，顯示顏色分別表現為10左右和4。將浸潤鹽溶液的試紙置于酒精燈火焰上方4cm處加熱（距離不宜過近，否則容易燒著），隨著溫度升高，碳酸鈉溶液浸潤的試紙顯示pH變大，而硫酸鋁溶液浸潤的試紙表現酸性增強。另取8.2-10.0范圍內的精密pH試紙浸潤碳酸鈉溶液后在火焰上方加熱，發現藍紫色表現出的pH由原先的10.0的加深至10.0以上；而0.5-5.0范圍內的精密pH試紙浸潤硫酸鋁溶液加熱，顏色由4變到3.5再變到3，而將試紙一移開火焰上方，pH變大。

采用pH試紙進行微型實驗，不僅節省藥品，綠色環保，而且操作方便，現象明顯，便于由學生親手完成該實驗，有利于他們對實驗中的現象進行思考與探究。

參考文獻:

[1]王子亮．利用濾紙做系列創新實驗[J]．化學教學，2006，(9)：5-6.

[2]朱心奇．在濾紙上做微型化學實驗[J]．化學教學，2003，(4)：8.

[3]陳凱，張麗娜，龍琪．試紙上的微型電解實驗[J]．化學教學，2008，（4）：10.