苯酚氯化铁溶液颜色变化的探究.doc

影响苯酚与氯化铁溶液显色反应因素的探究410312 湖南省浏阳市第二中学 潘桃种进行苯酚的化学性质教学时，做苯酚的性质实验（特别是苯酚的显色反应及溴与苯酚反应的实验）我们有时会遇到实验现象不明显的情况，为了成功地做好苯酚的性质实验，本文作如下探究。1、苯酚氯化铁溶液显色机理苯酚氯化铁溶液显色机理是存在配合平衡：C6H5OH+Fe3+（C6H5O）3Fe（紫色）+3H+2、影响苯酚氯化铁溶液颜色变化的因素苯酚氯化铁溶液中存在如下三个平衡：一是三价铁离子与水反应的化学平衡：Fe3+3H2O Fe（OH）3（棕黄色）+3H+二是苯酚的电离平衡：C6H5OH C6H5O- +H+三是苯酚与铁离子的配合平衡：C6H5OH+Fe3+（C6H5O）3Fe（紫色）+3H+因此，改变影响化学平衡的某些外界条件，其溶液颜色将发生变化。根据笔者所作定性实验：向含有苯酚的饱和溶液中滴加1滴2滴棕黄色的氯化铁饱和溶液，振荡，溶液呈紫色。然后取该溶液分别做以下探究实验。（1）温度取上述配制好的溶液1mL2mL于试管中，然后置于酒精灯上加热至溶液沸腾，有棕红色沉淀生成（说明铁离子水解程度大），溶液由紫色逐渐变为棕黄色，可闻到苯酚气味（说明有苯酚挥发）。降温后溶液颜色仍为棕黄色，沉淀亦不消失。说明升高温度溶液中的配合物分解使显色反应朝逆向进行，升高温度有利于三价铁离子水解，升高温度使苯酚挥发，三价铁水解后溶液中氢离子浓度增大，都不利于显色反应。（2）浓度取饱和苯酚溶液1mL于试管中，然后滴1滴2滴饱和氯化铁溶液，振荡，溶液呈紫色。然后取饱和氯化铁溶液1mL于试管中，然后滴1滴2滴饱和苯酚溶液，振荡，溶液呈棕褐色，溶液的颜色比氯化铁溶液颜色的明显深些。实验说明，要做成功苯酚的显色反应，氯化铁的浓度不能过大，量也不能过多。如果氯化铁浓度过大、量过多的话，三价铁离子的颜色把紫色遮住，显色反应实验失败。（3）酸碱度取上述配制好的溶液各2mL于3支试管中，分别标号1、2、3，分别向试管1中滴加1：4的硫酸1滴2滴，观察到混合液紫色变浅至颜色消失。这与显色反应有关，即加入强酸时，溶液中氢离子浓度增大，氢离子与配合物反应使显色反应朝逆向进行，从而使溶液紫色变浅甚至消失。溶液颜色却没有变成棕黄色，也可能是溶液中氢离子浓度增大，溶液中酸性增强，使铁离子的水解受到抑制。向试管2中滴加10%NaOH溶液1滴2滴，振荡，溶液紫色褪去，溶液呈棕黄色，其主要原因是苯酚与NaOH溶液作用，NaOH溶液破坏了苯酚的电离平衡，溶液中C6H5O离子浓度增大，C6H5O离子与铁离子可能形成新的配合物（呈棕黄色）。向试管3中滴加饱和碳酸钠溶液2滴4滴，混合溶液紫色褪去，溶液颜色接近棕黄色。其主要原因是苯酚与碳酸钠溶液作用，碳酸钠溶液破坏了苯酚的电离平衡，溶液中C6H5O离子浓度增大，C6H5O离子与铁离子也可能形成新的配合物（呈棕黄色）。（4）有机溶剂取上述配制的混合液各2mL于4支试管中，分别标号1、2、3、4，分别向其中滴加1mL2mL的四氯化碳、苯、乙醇和蒸馏水，分别振荡，静置。观察到试管1中上层（水层）溶液仍为紫色，下层四氯化碳层为无色。观察到试管2中上层（苯层）为无色，下层溶液（水层）紫色褪去。可能是苯酚溶解在苯中，破坏了苯酚与氯化铁显色反应的化学平衡。观察到试管3中溶液由紫色变为棕黄色，苯酚溶解在乙醇中缘故，破坏了苯酚与氯化铁显色反应化学平衡，使平衡向逆向移动，另外可能是铁离子与乙醇形成了棕黄色的配合物。观察到试管4中溶液没有变化。（5）某些漂白剂取上述配制的混合液各2mL于4支试管中，分别标号1、2、3、4，分别向其中滴加1滴2滴八四消毒液、亚硫酸钠溶液、过氧化氢、过氧化钠等漂白剂，振荡，静置。观察到试管1中的溶液由紫色变成棕黄色，可能是苯酚被氧化，使显色反应的朝逆向移动。观察到试管2中的溶液由紫色变成较深的棕黄色，可能是苯酚与亚硫酸钠溶液作用，亚硫酸钠溶液破坏了苯酚的电离平衡，溶液中C6H5O离子浓度增大，C6H5O离子与铁离子也可能形成新的配合物（呈棕黄色）。但是在紫色溶液中加入少许亚硫酸钠固体，却为溶液由紫色变为棕黄色，同时有棕褐色沉淀生成。观察到试管3中的溶液由紫色变成褐色。观察到试管4中的现象为有气泡放出，溶液变成两层液体，上层象有棕褐色难溶物生成，下层是溶液颜色变成棕黄色。综上所述，要做好苯酚与氯化铁反应的显色反应实验的关键是：配制氯化铁和苯酚溶液均只能用蒸馏水来