提出问题
在化学课中经常要用到酸碱指示剂。从各种植物的花、果、根、茎、叶中榨取或萃取出来的液汁,也可以制作成天然酸碱指示剂。用不同植物或植物的不同部位制作的天然指示剂变色范围差异很大,有的比较灵敏,在不同酸碱度下颜色变化明显,区分度好;有的则灵敏度很低。是否可以将几种比较灵敏的天然指示剂配伍成广泛灵敏的复合指示剂呢?
方案设计
1. 取可能找到的植物的不同部位取汁,对一系列不同酸碱度的溶液进行对比实验,筛选出较灵敏的天然酸碱指示剂。
2. 将灵敏的单一天然酸碱指示剂互相混合,进行对比实验,配制出性能更优越的复合天然酸碱指示剂。
解决问题
1. 活动用品
3.56%盐酸、3.85%氢氧化钠、蒸馏水、各种植物的花、果、茎、叶等。
各种规格的量筒、烧杯、滴管若干、玻璃棒、试管等。
2. 活动步骤
(1) 制备各种不同pH值的系列溶液
① 将3.56%盐酸标为pH=0。取pH=0的溶液10ml与蒸馏水90ml在烧杯中混合,标为pH=1。取pH=1的溶液10ml与蒸馏水90ml在烧杯中混合,标为pH=2。如此,依次制得pH值为3、4、5、6、7的溶液。注意,每次混合均匀后,要用该溶液反复洗10ml量筒的内壁和胶头滴管,洗液倒回该烧杯。
② 将3.85%氢氧化钠溶液标为pH=14。沥干10ml量筒,取pH=14的溶液10ml与蒸馏水90ml在烧杯中混合,标为pH=13。取pH=13的溶液10ml与蒸馏水90ml在烧杯中混合,标为pH=12。如此,依次制得pH值为11、10、9、8、7的溶液。注意,每次混合均匀后,要用该溶液反复洗10ml量筒的内壁和胶头滴管,洗液倒回该烧杯。
(2) 测试各种指示剂对不同pH值溶液的显色情况
① 将测试结果记于表1。注意,各pH值溶液都应取5ml,每种指示剂每次取用的滴数应相同。以上配制的pH=7的溶液有两种,任何一种指示剂对二者应显相同的颜色。
② 各种指示剂的变色范围不同。利用一种指示剂测试出一种未知溶液的pH值大致在什么范围;再选用其他指示剂分别测试该溶液(重新取样),使其pH值范围变窄,从而使结论更准确。将确定溶液pH值的过程和结论记于表2。
③ 配制复合指示剂,并筛选出较优者。将变色范围差别较大的指示剂混合,例如:A与B混合,B与C混合,A与C混合,等等。按其颜色变化的效果,既可以等体积混合,也可以按一定体积比混合,制得若干种复合指示剂。测试它们对不同pH值溶液的显色情况,同样也填入表1。
结论分析
用各种未知pH值的溶液反复试验,筛选出变色较灵敏、测得的pH值范围较完备的复合酸碱指示剂,它可以较准确地一次测出各种未知溶液的pH值。
活动中的有关问题
1. 各种自制指示剂都应保持其一定的浓度,不宜随意稀释。
2. 自制指示剂的品种要多一些。若品种少,可用实验室现有的指示剂。
3. 本实验所制的系列溶液,其pH值是较粗略的:一方面,pH值只取整数;另一方面,10ml溶液加90ml水并不精确地等于100ml稀溶液。但是,只要操作准确,这点误差不影响实验结果。
表1 各种指示剂不同pH值溶液的显色情况
颜色
指示剂
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pH用量(滴)
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1
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2
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3
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4
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5
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6
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7
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8
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9
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10
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11
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12
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13
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14
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A
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B
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C
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:
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表2 未知溶液pH值的确定(未知溶液编号 )
操作顺序
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所选指示剂
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显示的颜色
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pH值范围
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1
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2
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3
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:
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结论:待测溶液的pH值大致为 。
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