高中化学研究性学习
课题名称：酸碱指示剂
（－）情况简介
课题名称：酸碱指示剂 学科领域：化学 小组学生：
指导老师：起止时间：年月日~年月日
背景说明：在每一天的生活中，我们几乎都会与酸碱接触，它们在生活中的作用广 泛，不管是吃的，用的，洗的东西，都有它们的身影。比如洗衣液和油烟净，一定量的碱，在碱性条件下表面活性剂可以通过润湿 渗透 乳化 增容 吸附作用，从而达到去污的作用。我们平时作饭时用碳酸氢钠来发酵面团，吃的水果。以及医药上治疗胃酸；电镀厂排的污水和土壤的中和等等，都与酸碱有密切的关系。因此，了解酸碱指示剂，进而了解更多的酸碱知识，能使我们更贴进生活。 课题的价值及意义
（1） 通过这次研究性学习让我们深入了解酸碱指示剂极其在生活，化学实验中的作用。 （2） 通过这次研究性学习让我们更加了解生活中各种东西的酸碱性，以便更好的利用它们。 （3）通过这次实践活动，让学生初步把握收集 分析 处理信息的手段 方法，养成与他人合作的态度和能力，提高动手能力。 课题研究的方法：
（1） 采用多种方式途径收集资料（上网下载 去图书馆查阅 调查访问）等，并能对资源筛选，整理，分析。
（2） 经历发现，分析，解决问题的研究过程，初步学会探究的方法，写出报告。 课题研究的分工及任务：
（1）查阅书籍，了解酸碱指示剂的原理来历。
（2）收集资料 ，采取各种方法了解酸碱指示剂的基本信息，用途等等。
（3）实验亲自动手做酸碱指示剂，并用其来测一些生活中常见物质的酸碱性。 （4）实地探寻和问卷调查2012-2-3寻找生活中的酸碱性质的物品，了解他们的好处与坏处。 （5）得出结论，写出报告 （二）研究的主要内容 ⑴部分
中学化学常见的酸碱指示剂
①石蕊的名片： 名字的由来：其实，石蕊试剂是从一种叫石蕊地衣的植物中提取出来的。石蕊地衣( litmus li2chen)生长在中高海拔向阳的岩石上，植株矮小，但能通过其分泌的地衣
酸促进高山岩石的逐渐风化、解体，对土壤的形成有重要的作用。 石蕊的性状为蓝紫色粉末，是从地衣植物中取得到的蓝色色素，能部分 溶于水而显紫色。是一种常见的酸碱指示剂，能溶于水或酒精。
变色范围pH=5.0-8.0之间。是一种弱的有机酸，相对分子质量为3300，在酸碱溶液的不同作用下，能发生共 结构的改变而变色。 中文名称：石蕊 英文名称：Litmus CAS号：1393-92-6
1
等级：Ind
MDL号：MFCD00131528 EC号：215-739-6
石蕊的变色原理： 在溶液中，随着溶液酸碱性的变化，其分子结构发生改变而呈现出不同的颜色变化。
在酸性溶液里，分子是其存在的主要形式，使溶液呈红色;（由于[H+]增大，平衡向左移）。 在碱性溶液里，石蕊水解发生的电离平衡向右移动，电离产生的酸根离子是其存在的主要形式，故使溶液呈蓝色;（由于[OH-]增大，平衡右移）。 在中性溶液里，分子和酸根离子共存，因而溶液呈紫色。
（[HZ]=[Z-]） 遇酸 变红 PH<5.0 遇碱 变蓝 PH>8.0 二氧化碳与水反应可生成碳酸，碳酸可使紫色石蕊变红。
②酚酞的名片： 酚酞为白色或微黄色的结晶或粉末，在空气中稳定。是一种有机弱酸。熔点258-262℃，相对密度1.27。1g溶于12ml乙醇、约100ml乙醚，溶于稀碱溶液呈深色，极微溶于氯仿，不溶于水，无臭，无味。
由邻苯二甲酸酐和苯酚在加入脱水剂的条件下加热至115-120℃进行缩合制得。 危险说明：危险代码:Xn 危险等级:40 安全等级:36/37 中文名称： 酚酞
英文名称： Phenolphthalein 英文别名： 3,3-Bis(4-hydroxyphenyl)-1(3H)-isobenzofuranone 等级： IND
CAS号：77-09-8 分子式： C20H14O4 分子量： 318.32 酚酞的变色原理：
它在酸性溶液中，浓度较高时，形成无色分子。但随着溶液中H+浓度的减小，OH-浓度的增大，酚酞结构发生改变，并进一步电离成红色离子这个转变过程是一个可逆过程，如果溶液中H+浓度增加，上述平衡向反方向移动，酚酞又变成了无色分子。因此，酚酞在酸性溶液里呈无色，当溶液中H+浓度降低，浓度升高时呈红色。酚酞的变色范围是pH 8.0～10.0。 酚酞的醌式或醌式酸盐，在碱性介质中是很不稳定的，它会慢慢地转化成无色的羧酸盐式因此做氢氧化钠溶液使酚酞显色实验时，要用氢氧化钠稀溶液，而不能用浓溶液。 ③甲基橙的名片： 甲基橙，为橙红色鳞状晶体或粉末。微溶于水，较易溶于热水，不溶于乙醇。显碱性。0.1％的水溶液是常用的酸碱指示剂，pH值变色范围3.1(红)-4.4(黄)，测定多数矿酸、强碱和水的碱度。容量测定锡(热时Sn2+(2+上标) 使甲基橙褪色)。强还原剂(Ti3+(3+上标)、Cr2+(2+上标)和强氧化剂(氯、溴)的消色指示剂。其结构简式如图
在溶液中存在着偶氮式黄色分子和醌式红色离子的相互转化。偶氮式黄色分子遇到H+可以转化成醌式红色离子，醌式红色离子遇到OH-可以转化成偶氮式黄色分子。即当溶液酸碱性改变时，其平衡发生移动，指示剂甲基橙的结构会发生变化，从而使得溶液的颜色也发生改变。当溶液的PH<3.1时，甲基橙在溶液中显示酸色红色，溶液的PH>4.4时，甲基橙在溶液中显示碱色黄色，如果溶液的PH介于3.1和4.4之间，此时溶液呈现的是红色和黄色之间的过渡色橙色。
危险级别：第六级 毒性物质。 危险特性： 侵入
途径：吸入，皮肤/眼睛接触，食入
2
健康危害：食入具有毒性 环境危害：为水污染物质
染爆危险：不可燃物质￥￥￥￥ 微弱的独特气味的橘色固体 ④变色范围：
变色范围简单地讲就是指示剂实现颜色变化的PH区域，指示剂的变色范围越小，灵敏度越高，变色范围越大，灵敏度越低。 在实际工作中，肉眼是难以准确地观察出指示剂变色点颜色的微小的改变。人们目测酸碱指示剂从一种颜色变为另一种颜色的过程，只能在一定的pH变化范围内才能发生，即只有当一种颜色相当于另一种颜色浓度的十倍时才能勉强辨认其颜色的变化。在这种颜色变化的同时，介质的pH值则由一个值变到另一个值。当溶液的pH值大于pKHIn时, [In-]将大于[HIn]且当[In-]/[HIn]=10时，溶液将完全呈现碱色成分的颜色，而酸色被遮盖了，这时溶液的 pH=pKHIn + 1。同理，当溶液的pH值小于pKHIn时, [In-]将小于[HIn]且当[In-]/[HIn]=1/10时，溶液将完全呈现酸色成分的颜色，而碱色被遮盖了，这时溶液的 pH=pKHIn - 1。可见溶液的颜色是在从pH=pKHIn - 1到 pH=pKHIn + 1的范围内变化的，这个范围称为指示剂的变色范围即变色域。在变色范围内，当溶液的pH值改变时，碱色成分和酸色成分的比值随之改变，指示剂的颜色也发生改变。超出这个范围，如pH≥pKHIn + 1时，看到的只是碱色；而在pH≤pKHIn - 1时，则看到的只是酸色。因此指示剂的变色范围约2个pH单位。由于人的视觉对各种颜色的敏感程度不同，加上在变色域内指示剂呈现混合色，两种颜色互相影响观察，所以实际观察结果与理论值有差别，大多数指示剂的变色范围小于2个PH单位。
3