三溴苯酚沉淀實驗的探究

馬才吉

天祝縣民族中學 甘肅武威 733200

1 問題的提出

人教版高中化學選修5《有機化學基礎》對苯酚與溴水反應的實驗操作過程描述如下：“向盛有少量苯酚稀溶液的試管里逐滴加入飽和溴水，邊加邊振蕩，觀察并記錄實驗現象。……苯酚與溴的反應很靈敏，常用于苯酚的定性檢驗與定量測定。”書中同時附有生成三溴苯酚白色絮狀沉淀的圖片。但在實際實驗過程中將溴水滴入苯酚溶液中時，卻不能看到明顯的白色絮狀沉淀。

另外，選自《中國考試》雜志2003年第3～4期中的一道題：

在燒杯中放入5 g苯酚，再加入10 g水，充分攪拌后靜置，取其溶液5 mL于試管中，再滴入濃溴水2滴。下列敘述正確的是：

A.產生白色沉淀 B.無沉淀產生

C.溶液分層 D.以上均不對

多數學生選擇A選項，理由是苯酚與溴水反應生成2,4,6-三溴苯酚白色沉淀，且此反應“很靈敏”。但此題的正確答案為B，學生大惑不解。

針對上述問題，為了獲得真知，準確把握操作，清晰呈現實驗現象，科學解決實際問題，筆者帶領部分學生特別做了如下探索，并就探索過程與全體學生共享，收效甚佳。

2 實驗驗證

配制苯酚常溫下的飽和溶液10 mL待用，另取飽和溴水10 mL待用。按表1程序操作并記錄。

3 實驗結論

1）當向苯酚的飽和溶液中加入少量飽和溴水時，無沉淀產生或產生少量沉淀，振蕩后消失。

2）當苯酚溶液的濃度降低為飽和溶液濃度的1/20時，3 mL中滴入飽和溴水5～10滴，在輕微振蕩的條件下有明顯白色絮狀沉淀產生。

3）當苯酚溶液的濃度降低為飽和溶液濃度的1/20～1/80時，3 mL中加入過量溴水時會出現白色沉淀，后轉化為淡黃色沉淀。

所以，在苯酚溶液與溴水的沉淀反應實驗中，苯酚濃度不易過大，飽和溴水應稍過量，但不能過量太多，否則不會出現白色沉淀或白色沉淀會轉化為淡黃色沉淀。

4 現象解釋

1）此前有文章認為，當向苯酚飽和溶液中滴加少量飽和溴水無沉淀生成，是因為苯酚與少量溴水反應生成溶解度相對較大的一溴苯酚或二溴苯酚。經查閱相關資料，苯酚溴代物的部分物理性質如表2所示，可看出上述說法不成立。

此外，從反應機理上看：由于酚羥基與苯環的p-π共軛效應，使苯環的電子云密度增加，尤其鄰對位的電子云密度增加最多，所以酚羥基是鄰對位定位基，使親電取代反應容易發生（圖1）。

表2

如需制取一溴苯酚，則反應要在CS2、CCl4等非極性溶劑中進行，如圖2所示。

綜上所述，向飽和苯酚溶液中滴加飽和溴水，看不到白色沉淀，其原因應為所生成的三溴苯酚較少，不足以形成沉淀，或生成的三溴苯酚又溶解于過量的苯酚溶液之中。

2）苯酚與溴水作用，生成微溶于水的三溴苯酚白色沉淀。當溴水過量時，則白色沉淀會轉化為淡黃色的難溶于水的四溴化物（圖3）。

3）“苯酚與溴的反應很靈敏”的真實含義為：即使在苯酚濃度極稀（10 μg·g-1）的情況下，也可利用此沉淀反應被檢出。

[1]宋心琦.普通高中課程標準實驗教科書·化學·選修5·有機化學基礎[M].北京:人民教育出版社,2007:54.

[2]曾昭瓊.有機化學實驗[M].北京:人民教育出版社,1983:211-212.

[3]曾昭瓊.有機化學[M].北京:高等教育出版社,1993:291.