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    探究二氧化硫使品紅溶液褪色的原因

    王繼璋 盧珊

    摘 要 二氧化硫氣體能使品紅溶液褪色,褪色後的溶液被加熱又能恢復到紅色,這是常用來檢驗二氧化硫的方法,但使品紅溶液褪色是二氧化硫的原因嗎?經過實驗表明,使品紅溶液褪色的原因是溶液中的亞硫酸根離子(SO32-)的作用。

    關鍵詞 二氧化硫 品紅 褪色 檢驗方法

    二氧化硫氣體能使品紅溶液褪色這一現象很容易使人誤認為褪色的原因就是二氧化硫的原因,事實並非如此,二氧化硫在水溶液中產生的亞硫酸根離子(SO32-)離子才是真正使品紅溶液褪色的原因。但是由於二氧化硫在水溶液中產生亞硫酸根離子(SO32-)離子的過程的可逆性,故透過加熱能恢復品紅溶液顏色使該方法可用來檢驗二氧化硫。

    1 實驗器材和藥品

    Na2SO3固體,NaHSO3固體,品紅水溶液,品紅乙醇(無水)溶液,0.1 mol/L稀鹽酸, 98%硫酸,0.1mol/LnaOH溶液,試管,玻璃導管,酒精燈等

    2 實驗探究

    實驗1:用濃硫酸和Na2SO3固體反應來產生二氧化硫,將產生的二氧化硫氣體分別通入品紅水溶液和品紅乙醇溶液,後加熱溶液。

    實驗2: 將稀鹽酸和NaOH溶液分別滴入品紅溶液,後加熱溶液。

    實驗3: 將二氧化硫氣體分別通入滴有稀鹽酸和NaOH溶液的品紅水溶液,後加熱溶液。

    實驗4:將一小顆粒Na2SO3固體和NaHSO3固體分別加入兩支品盛有紅水溶液的試管中,後加熱溶液。

    實驗1中,將二氧化硫氣體分別通入品紅水溶液和品紅乙醇溶液後發現,品紅水溶液逐漸褪色,加熱後溶液又恢復到紅色。而品紅乙醇溶液未見褪色。

    實驗2中,在品紅溶液中分別滴加稀鹽酸和NaOH溶液,發現滴入稀鹽酸後品紅溶液顏色變淺,但未能完全褪色。而滴入NaOH溶液後品紅溶液顏色幾乎不變。加熱溶液,滴有稀鹽酸的溶液未能恢復溶液顏色。

    實驗3將二氧化硫氣體分別通入滴有稀鹽酸和NaOH溶液的品紅水溶液後發現,滴入稀鹽酸的褪色較快;而通入滴有氫氧化溶液的品紅水溶液,發現很快褪色。前者加熱後又恢復紅色,後者加熱後不能回覆紅色。

    實驗4中,向品紅水溶液中分別加入一小粒Na2SO3固體和NaHSO3固體,發現加入Na2SO3固體的品紅溶液很快褪色,加入NaHSO3固體的品紅溶液褪色較慢,但加熱兩溶液,均未見品紅溶液恢復紅色。

    實驗1中,二氧化硫能使品紅水溶液褪色但不能使品紅乙醇溶液褪色,說明褪色的原因並非SO2本身,可能是二氧化硫與水反應的產物中的某種粒子。二氧化硫水溶液中可能使品紅褪色的粒子有: HSO3-、亞硫酸根離子(SO32-)、H2SO3、H+、OH-等。

    實驗2結果表明,H+是褪色的原因之一,但因品紅是一個鹼性物質,加入酸能使品紅分子的大共軛鏈變短,顏色有所變淺。說明H+是品紅顏色變淺的一個原因。但未能完全褪色,應該還有其它原因。同時排除褪色是OH-的可能。

    實驗3和實驗4結果表明,亞硫酸根離子(SO32-)是使品紅溶液褪色的重要原因,但Na2SO3的溶液加熱不能完全透過水解消除溶液中的亞硫酸根離子(SO32-),所以無法恢復品紅顏色。而SO2水溶液中存在的亞硫酸根離子(SO32-)在加熱時透過可逆反應能夠消除溶液中的亞硫酸根離子(SO32-),所以可以恢復品紅溶液的顏色。

    綜合上述實驗,可以得出:二氧化硫氣體使品紅褪色的原因主要是溶液中生成的亞硫酸根離子(SO32-)的作用,只有加熱能恢復品紅的顏色,才能得出氣體是二氧化硫。

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