常見的酸和鹼的幾個問題(二)
問題四、為什麼濃硫酸可以乾燥氫氣、二氧化硫?
氫氣和二氧化硫都有還原性,為什麼可以用氧化性很強的濃硫酸作乾燥劑而不被氧化?
氫氣雖有還原性,但要跟氧化劑發生氧化還原反應,必須在高溫下,先吸收較大的能量
分裂成原子才能進行。所以,在常溫下氫氣不能被濃硫酸氧化。
在氧化還原反應中,同種元素的兩種不同穩定價態之間,一般不會自發反應而相互轉化,除非這兩種價態之間還存在其他穩定的價態。SO2跟H2SO4中的硫之間沒有其他穩定價態,所以SO2不會被H2SO4氧化成H2SO4,H2SO4也不會被SO2還原成SO2,可以用濃硫酸作為二氧化硫的乾燥劑。
問題五、為什麼石蕊、酚酞能做指示劑?為什麼濃氫氧化鈉溶液中加酚酞溶液之後變紅了又褪色?
石蕊和酚酞是常用酸鹼指示劑,它們都是弱的有機酸。在溶液裡,隨著溶液酸鹼性的變化,指示劑的分子結構發生變化而顯示出不同的顏色。
石蕊能溶於水,不溶於酒精,變色範圍是pH為5.0~8.0石蕊(主要成分用HL表示)在水溶液裡能發生如下電離:
在酸性溶液裡,紅色的分子是存在的主要形式,溶液顯紅色;在鹼性溶液裡,上述電離平衡向右移動,藍色的離子是存在的主要形式,溶液顯藍色;在中性溶液裡,紅色的分子和藍色的酸根離子同時存在,所以溶液顯紫色。
酚酞的變色範圍是pH為8.0~10.0。在酸性溶液中,H+濃度較高時,它形成無色分子;隨著溶液中H+濃度的減小,OH-濃度的增大,酚酞結構發生改變,並進一步電離成紅色離子。
這個轉變過程是一個可逆過程,如果溶液中H+濃度增加,上述平衡向反方向移動,酚酞又變成了無色分子。因此,酚酞在酸性溶液裡呈無色,當溶液中H+濃度降低、OH-濃度升高時呈紅色。
酚酞的醌式或醌式酸鹽,在鹼性介質中是很不穩定的,它會慢慢地轉化成無色的羧酸鹽式。
因此,做氫氧化鈉溶液使酚酞顯色實驗時,要用氫氧化鈉稀溶液,而不能用濃溶液。