對二氧化硫漂白性實驗的進一步探究

摘要： 本文對二氧化硫使稀的品紅溶液的顏色先變深后褪色這一“異常”現象提出疑問。通過實驗驗證了能使品紅溶液褪色的無色刺激性氣味除了二氧化硫外還有氨氣，對物質推斷中認為能使品紅溶液褪色的無色刺激性氣味的氣體一定是二氧化硫提出了質疑。

關鍵詞：二氧化硫；漂白性；實驗；探究

文章編號：1005－6629(2008)11－0011－02中圖分類號：G633.8文獻標識碼：C

高中化學(人教版)二氧化硫的漂白性教學中，“演示實驗(6-2)：將SO₂通入裝有品紅溶液的試管中，觀察品紅溶液顏色的變化。給試管加熱，觀察溶液發生的變化。”課本中給出的實驗現象為：“通過實驗我們看到，向品紅溶液中通入SO₂后，品紅溶液的顏色逐漸褪去。當給試管加熱時，溶液又變為紅色。”

但筆者在做這一演示實驗時遇到這樣一種現象：當將SO₂通入到較稀的品紅溶液(顏色較淺)中時，品紅溶液不是逐漸褪色，而是顏色先變深然后逐漸變淺再褪色。為什么稀的品紅溶液中通入SO₂時不直接褪色，而是顏色先變深后再褪色呢？為了探究這一問題，筆者又做了以下實驗：

(1)在盛有比較稀的品紅溶液的試管中，用滴管逐滴加入鹽酸溶液(或稀硫酸)。觀察到試管中溶液顏色逐漸加深。

(2)在盛有比較稀的品紅溶液的試管中，用滴管逐滴加入氫氧化鈉(或氫氧化鉀)溶液，觀察到試管中溶液顏色逐漸變淺并最后褪色。加熱試管，試管中溶液無明顯現象。再用滴管向已褪色的溶液中逐滴加入鹽酸溶液(或稀硫酸)，觀察到試管中溶液顏色又由無色變紅并逐漸加深。

(3)在盛有比較稀的品紅溶液的試管中，用導管通入氨氣，觀察到試管中溶液顏色逐漸變淺并最后褪色。加熱試管，試管中溶液由無色變為淺黃色。

通過以上實驗，筆者認為：中學化學實驗中用的品紅溶液應為酸性品紅，其分子結構為：

從其結構分析，品紅為氨基堿的鹽酸鹽，在無機化學中可視為強酸弱減鹽，在水溶液中存在如下水解平衡：

品紅水溶液中微弱的水解使得其飽和水溶液的pH約為4，當在品紅溶液中加入酸時，使H⁺濃度增大，上述平衡向左移動，使呈無色的分子中三個環間無共軛關系的化合物(b)轉變為呈紅色的分子中三個環間存在共軛關系的化合物(a)，品紅溶液顏色加深。如果在品紅溶液中加入堿時，由于加入的堿中和了溶液中的H⁺，使H⁺濃度減小，上述平衡向右移動，使呈紅色的化合物(a)轉變為呈無色的化合物(b)，溶液顏色變淺以至褪色。在實驗三中，通入氨氣后由于溶液中還存在以下平衡：

NH₄⁺+H₂O←→NH₃+H⁺

所以也會使品紅溶液褪色。

那么，將SO₂通入品紅溶液時，由于溶液中同時存在如下平衡：

當在稀的品紅溶液中通入SO₂時，溶液中SO₂的濃度增大，(2)中平衡向右移動，溶液中H₂SO₃和H⁺濃度隨之都增大，使(1)中平衡向左移動，而(3)中平衡向右移動。即開始通入SO₂時，H⁺的濃度增大使溶液中以(1)的平衡左移趨勢為主，所以溶液顏色開始加深；隨著SO₂的不斷通入，H₂SO₃的濃度增大使溶液中以(2)的平衡右移趨勢為主，所以溶液顏色逐漸褪去。

通過上述的實驗以及對實驗的探究，我們可知，能使酸性品紅溶液褪色的物質，除了具有漂白性的物質如SO₂、Cl₂外，堿性物質也能使品紅褪色。所以，在中學化學中，能使品紅褪色的無色刺激性氣味的氣體不僅僅是二氧化硫，還有氨氣。