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1、化学指示剂石蕊漫谈化学指示剂石蕊漫谈化学指示剂石蕊漫谈摘要 石蕊试剂是化学和生物等实验中普遍使用的，用来检测溶液酸碱性的指示剂。本文介绍了石蕊试剂的变色机理，并从生物学角度阐述了石蕊试剂的制取，同时用翔实的资料陈述了科学家波意耳开始发现及推广使用石蕊这一化学指示剂的来龙去脉，以及石蕊地衣植物的广阔用途。关键词 石蕊试剂 石蕊地衣植物波意耳 探求真理 多种用途众所周知: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
2、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(Litmus)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
3、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(Litmus reagent)是从一种叫石蕊地衣的植物中提取出来的。石蕊地衣( litmus li2chen)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
4、。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、H2SO4、CH3COOH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
5、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，这应该感谢伟大的波意耳! 同时，
6、我们应学习他善于观察、勤于思考、勇于探求真理的精神。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。参考文献 1 人民教育出版社化学室编. 化学教师教学用书. 北京:人民教育出版社， 2001: 240 - 241 2 华东师范大学、东北师范大学编. 植物学下册. 北京:高等教育出版社， 1984: 79 - 82 3 华中师范大学、东北师范大学、陕西师范大学编. 分析化学. 北京:高等教育出版社， 1986: 223 - 231 4 辞海. 上海:上海辞书出版社， 1978: 8， 180 - 181
