石蕊什么情况下变色?

石蕊什么情况下变色?

众所周知:石蕊是一种化学指示剂,用于检验溶液的酸碱性.但是,当我们今天轻而易举地使用石蕊试剂检测出溶液的酸碱性时,你可知道是谁把这原本十分棘手的难题变得如此简单的呢?石蕊试剂又是如何制得的呢?化学指示剂一般是弱的有机酸或者有机碱,其共轭酸碱具有不同的结构,且颜色不同.当溶液的pH发生改变时,共轭酸碱相互转变,从而引起溶液的颜色变化,即指示剂颜色的改变起因于溶液的pH的变化,因为pH的变化引起了指示剂分子结构的改变,因而能显示出不同的颜色.指示剂的变色是 在一定的pH范围内进行的,不同的指示剂,各有不同的变色范围.石蕊(L itmus)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,发生共轭结构的改变而变色,也就是说,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,红色的分子是其存在的主要形式,使溶液呈红色;在碱性溶液里,石蕊水解发生的电离平衡向右移动,蓝色的酸根离子是其存在的主要形式,故使溶液呈蓝色;在中性溶液里,红色的分子和蓝色的酸根离子共存,因而溶液呈紫色.其实,石蕊试剂(L itmus reagent)是从一种叫石 蕊地衣的植物中提取出来的.石蕊地衣( litmus li2 chen)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.石蕊作为化学指示剂检验溶液的酸碱性是英国化学家、物理学家波意耳( Robert Boyie,1627 -1691)首先发现并开始推广使用的.如何能简便地测出溶液的酸碱性,曾使波意耳及其他科学家大伤 脑筋、束手无策.但有一天,问题在波意耳面前出现了转机.这一天,波意耳把刚采来的一束美丽的紫罗兰插在实验室的花瓶里,开始做实验.可是他一不小心把几滴盐酸滴到了紫罗兰的花朵上.他赶忙用清水去冲洗,就在此时,波意耳看到紫罗兰花竟变成了红色花!紫罗兰为什么会变红?波意耳感到很新奇,同时更感兴奋,他决心探根究底、搞个水落石出.波意耳先把几瓣紫罗兰花瓣陆续放入浓盐酸中,一会儿,紫罗兰花瓣也都变成了红色.他再把一片片花瓣浸入不同浓度的盐酸溶液中,又用HNO3、 H2 SO4、CH3 COOH做实验,结果完全相同———花瓣全变成了红色.经过反复实验,波意耳认定紫罗兰花的浸出液,可用于检验溶液是否呈酸性.初战告捷,但波意耳并不满足,他试图再找出用来检验碱性的物质.他把能找到的花卉、药草、树皮、块茎、块根、苔藓、地衣等制成浸出液,逐一试验它们在碱性溶液中的变色反应.终于发现:从石蕊地衣中提取出的紫色液体能使碱性溶液变蓝.即便如此,波意耳仍未就此止步,他想:能不能用一种试剂既能测酸性又能测碱性呢?他试着把石蕊浸出液滴入盐酸溶液中,结果出现了与用紫罗兰检验酸性一样的现象———石蕊浸出液也变成了红色!问题彻底解决了.石蕊试剂遇碱变蓝,逢酸变红,这正是波意耳苦苦找寻的双向指示剂!从此,石蕊试剂广泛应用于检验溶液的酸碱性.波意耳这项重大发明是在1646年,直到几百年后的现在,仍在普遍采用.所以,我们今天能十分容易地检测出溶液的酸碱性!石蕊除常用来制作化学指示剂外,还有多种用 途:可供药用,有抗菌作用,用于制造杀菌剂,其含有的多糖有抗癌作用;还可供食用,并用于制取地衣淀粉、蔗糖、酒精,也可用来提取葡萄糖;以及制成动物饲料;并可用于提取染料———红靛;另外,石蕊地衣对空气中的SO2等污染物十分敏感.据科学家测定:当1m3空气中SO2的含量达到0.23 mg时,石蕊地衣等植物在一个月内就全部死亡.因此,在城市和某些工厂附近很难生存,人们利用这一特性,把石蕊地衣植物当作检测空气污染程度的指示植物.