關于苯酚與溴水及三氯化鐵溶液反應機理的新探索
2011-12-31 00:00:00惠衛陽
大觀周刊 2011年44期
中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B 文章編號：1008-925X(2011)11-0197-02
摘要:稀苯酚液與濃溴水反應產生2.4.6-三溴苯酚白色絮狀沉淀的操作.現象和反應機理，以及苯酚液與三氯化鐵溶液的顯色反應的操作.現象和反應機理，應是每一個高中化學教師及學生關注的重要問題。
關鍵詞:2，4，6-三溴苯酚 一溴苯酚 二溴苯酚 飽和溴水 飽和苯酚液 顯色反應 靈敏度 污水檢測
2，4，6-三溴苯酚+苯酚=一溴苯酚或二溴苯酚。
作為科學教育的重要組成部分，新的化學課程倡導從學生和社會發展的需要出發，發揮學科自身優勢，將科學探究作為改革的突破口，強調所有學生應提高探究和研究能力，提倡體驗探究過程，養成科學態度，獲得科學方法。
化學實驗是培養學生科學素養的重要途徑，也是進行科學探究的主要形式，以實驗為基礎是化學教學的基本特征。
本文就苯酚與溴水及苯酚與三氯化鐵溶液反應的實驗現象的清晰呈現，靈敏度及相關化學反應機理等方面進行點滴探索，以資借鑒。
在教學實踐中，一線教師在進行苯酚性質的演示實驗中經常會遇到如下問題：
①將溴水滴入苯酚液中不能看到明顯的白色絮狀沉淀。
②將三氯化鐵溶液滴入苯酚液中不是紫藍色太深為墨色，就是紫色太淺現象呈現不清晰。
③定性：定量檢驗工業廢水中的酚類，怎樣的操作才會具有高靈敏度和精確度？
帶著上述問題，為了獲得真知，今后準確把握操作，清晰呈現演示實驗現象，科學解決實際問題，我特別做了如下探索，并就探索過程（有意識操作失敗——提出問題尋求可能原因——設計并逐一實驗證明——記錄并歸納）與學生共享，收效甚佳。
具體操作過程如下
①配制苯酚常溫下的飽和溶液5ML待用．
②按下表程序操作并記錄：
實驗序號苯酚液濃度及量溴水液濃度及量苯酚＋溴水的現象 振蕩后現象 濃FeCl3+苯酚液后現象加入10%鹽酸2滴后現象
1飽和苯酚液3ml飽和溴水5滴幾乎無白絲/墨色墨色褪
2飽和液濃度的1/5。3ml飽和溴水5滴微有白絲白絲消失深藍紫色色褪
3飽和液濃度的1/10。3ml飽和溴水5滴較明顯白絲白絲消失合適藍紫色色褪
4飽和液濃度的1/20。3ml飽和溴水5滴微有白絮不消失淡紫色色褪
5飽和液濃度的1/40。3ml飽和溴水5滴明顯白絮不消失很淡紫色色褪
6飽和液濃度的1/80。3ml飽和溴水1/3濃度。3ml微有白絲白絲消失幾乎無色無變化
7飽和液濃度1/160。3ml飽和溴水1/3濃度。3ml明顯白絲白絲消失無色無變化
8飽和液濃度1/320。3ml飽和溴水1/3濃度。3ml快速加入始呈淡黃，后白絮析出明顯白絮明顯無色無變化
9飽和液濃度1/640。3ml飽和溴水1/3濃度。3ml快速加入始呈淡黃，后白絮析出明顯白絮明顯無色無變化
10飽和液濃度的1/40。3ml飽和溴水5滴明顯白絮分為2等份，其一加水3ml白絮不溶。另一加入3ml飽和苯酚液，白絮溶解明顯。
實驗結論：
1 2，4，6-三溴苯酚產生的條件
1.1 當苯酚溶液的濃度為常溫飽和溶液濃度的1/20-1/40時，3ML中滴入飽和溴水5-10滴，在微振蕩的條件下有明顯白色絮狀物質產生。
1.2 當苯酚溶液的濃度為常溫飽和溶液濃度的1/200-1/600 時，3ML中用稀溴水（飽和溴水濃度的1/3-1/4）3ML快速加入致混和液微顯淡黃色，振蕩后靜置一會兒，則淡黃色褪，白絮出現明顯。
1.3 由第1，2，3，6，7，10三組實驗探測可知：2，4，6-三溴苯酚可與苯酚反應生成一溴苯酚及二溴苯酚。
可能原因：
當苯酚溶液的濃度太高時，滴入濃溴水后的產物應該不是三溴苯酚，可能是一溴苯酚或二溴苯酚，由于烴基和鹵原子是憎水基，在苯酚的苯環上取代數越少，溶解度越大而不易析出，故白絮不明顯。
當苯酚溶液的濃度很小時，滴入無論濃.稀溴水，溴分子相對于苯酚分子濃度大的多，則易產生三溴苯酚而白絮明顯，尤其當向稀苯酚溶液中快速加入溴水致溶液顯淡黃色，振蕩后靜置一會兒，則淡黃色褪，白絮出現明顯。就更說明：只有溴分子相對苯酚分子濃度較高時，才會產生2，4，6-三溴苯酚。
2 苯酚溶液中加入FeCl3濃溶液的顯色條件
為了使學生較為理想地看到紫色，由實驗記錄表不難看出：使用的苯酚溶液濃度應該在飽和溶液的1/10-1/15比較合適，太稀太濃顯色效果均不好，且顯色反應還受制于溶液的酸堿性，堿性過強易生成Fe（OH）3沉淀，酸性強則幾乎無C6H5O-而不能生成紫色物質[Fe（C6H5O）n]（n-3）-絡合物，《紫色溶液中滴入鹽酸褪色的原因》。
3 工業廢水中苯酚含量的定性.定量測定途徑
由以上三溴苯酚及顯色物質[Fe（C6H5O）n]（n-3）-絡合物產生的條件可以明顯得出如下結論：
3.1 三溴苯酚沉淀反應的靈敏度較FeCl3的顯色反應靈敏度高。
3.2 定性檢測工業廢水中有無酚類物質，最好使用三溴苯酚沉淀反應，且在檢測前應考慮到單質溴在堿性條件下易歧化，故需調節廢水PH使顯中性或弱酸性較好。
3.3 定量檢測工業廢水中酚類含量時，可以使用三溴苯酚沉淀反應，且須保證溴水過量，以保證酚類完全沉淀反應。
3.4 考慮到可被酸性KMnO4溶液氧化的物質很多，故不能使用酸性KMnO4溶液定性.定量檢測工業廢水中酚類含量。
