搖一搖再變色-組合顯示劑的顯色實驗 - 臺灣網路科教館

搖一搖再變色-組合顯示劑的顯色實驗 ; 醋酸在水溶液中會解離出氫離子，如下式： ; 方式 ; 此時溶液呈酸性，若加入溴瑞香草酚藍指示劑， 溶液呈現黃色。

將碳酸鈉溶於水中， 所 ... 首頁 生活科學廳生活科學補給站化學 分類查詢 全文檢索 科展群傑廳科展資料 生活科學廳問與答及補給站 教學資源廳影音資源 作品名稱 作品摘要 指導老師 全文 資源名稱 全文 資源名稱 全文 名稱 講者 全文 生活科學補給站 化學 生物 健康教育 地球科學 數學 生活科技 物理 專題導言 STEAM 搖一搖再變色-組合顯示劑的顯色實驗 瀏覽人次17183 加入最愛 資料來源科學研習月刊49-3 文／周芳妃　北一女中化學科教師   實驗室中常用的酸鹼指示劑種類繁多，顏色變化也各不相同，如表一所示。

溶液在不同的酸鹼值，指示劑會呈現不同的顏色，但是通常溶液中僅能看到一次顏色的轉變。

本實驗希望利用同一杯醋酸溶液中，因為底部鹼性固體（碳酸氫鈉或碳酸鈉）不斷的溶解及向上擴散，造成杯中溶液的酸鹼值，因高度的不同而互異。

此時若溶液中存有多種指示劑，則在杯中的不同高度，將呈現出多樣的顏色。

因此，若能細心調配各種指示劑的組合，便能讓同一杯不同酸鹼值的溶液中呈現不同的顏色，也能讓學子了解廣用指示劑的配製原理。

    一、實驗原理 表一　酸鹼指示劑的呈色   實驗室常見的酸鹼指示劑及其顏色變化如表一所示。

酸鹼指示劑的變色範圍，常以溶液的酸鹼度pH值表示。

以酚酞為例,溶液pH值，在8.2以下時呈現無色；溶液pH值在10.0以上時呈現粉紅色。

  醋酸在水溶液中會解離出氫離子，如下式：   此時溶液呈酸性，若加入溴瑞香草酚藍指示劑，溶液呈現黃色。

將碳酸鈉溶於水中，所產生的碳酸根離子和水作用如下式，將產生氫氧根離子。

此時溶液呈現鹼性，若加入溴瑞香草酚藍溶液則呈現藍色。

　 依上述，如果將碳酸鈉固體加入裝有醋酸溶液的玻璃瓶中，由於固體密度較大，會沈在瓶底。

此時稍加搖晃，部分的固體溶解，產生的氫氧根離子向上擴散，酸鹼中和附近的一些氫離子，造成不同高度的溶液其pH值各不相同，愈高處其值愈小，酸性較大。

此時水溶液中若同時存在數種指示劑，便能在不同高度出現不同的顏色。

不同指示劑的顏色透過彼此混合後，其間的變化更加多樣。

若顏色已呈固定時，再輕輕搖動瓶子，讓瓶中不同高度的溶液混合，使pH值產生變化，就可以在同一杯水溶液中看到很多次的顏色變換，非常漂亮。

因此透過本實驗，只要耐心的將指示劑做適當組合的嘗試，當水溶液能陸續呈現像彩虹般不同顏色時，便具備自製廣用指示劑的能力了。

  二、實驗器材　 要進行以下實驗，需準備下列器材與藥品：空玻璃瓶（每個約200-250mL，4個/組）、滴管（1支/組）、小刮勺（1支/組）、試管刷（1支/組）、2%醋酸(100mL/組)、碳酸氫鈉固體或碳酸鈉固體（每份1.0g，10份/組）、酸鹼指示劑四種（每種至少5mL/組） 【註】。

【註：酸鹼指示劑包含甲基橙、甲基紅、溴瑞香草酚藍(也稱為溴瑞香草藍)及酚酞】   三、實驗步驟 1.配製或購買四種不同的酸鹼指示劑，甲基紅、甲基澄、溴瑞香草藍及酚酞裝於滳瓶，其顏色如圖一。

2.取空玻璃瓶數個，都裝大約八分滿的水，在各杯中分別滴入不同的酸鹼指示劑大約10滴（可依據酸鹼指示劑濃度，改變滴數）。

3.攪拌溶液並觀察顏色，記下中性水溶液中的指示劑顏色。

4.在各杯中分別加入2%醋酸10mL，攪拌溶液並觀察顏色，記下酸性水溶液中指示劑的顏色如圖二。

5.靜置後，在各瓶子中分別加入1.0g量的碳酸氫鈉或碳酸鈉粉末，先不要攪拌，如圖三。

觀察溶液上層與下層的顏色，如圖四。

6.手持杯子輕輕搖動一、兩下後，均放回桌上靜置數秒，再觀察顏色。

7.將四種酸鹼指示劑依表一之編號為A、B、C、D。

重複上述1~5的步驟，指示劑添加方法改為兩種混搭、三種混搭及四種混搭，例如(A+B)、(A+C)、(A+D)…、(A+B+C)、(A+C+D)、(B+C+D)…及(A+B+C+D)，以適當的比例組合。

四、實驗結果 進行這項實驗時，大家可一起先討論四種酸鹼指示劑共有多少種混搭的方式。

等實驗結束之後，再討論選出自己最喜歡的混搭結果，或是找出可看到出現最多種顏色變化的配方，再進一步應用至練習調配廣用指示劑。

下列圖五及圖六舉例二項碳酸氫鈉與碳酸鈉實驗結果的照片，實驗操作都非常簡單，小小實驗就可以看到許多顏色的變化，樂趣無窮，試試看喔！ 圖一　四種酸鹼指示劑，由左而右依序為 甲基紅、甲基澄、溴瑞香草藍及酚酞 圖二　四種酸鹼指示劑在醋酸水溶液中所 呈現的顏色，由左而右依序為甲基紅、甲基澄 、溴瑞香草藍及酚酞 圖三　於瓶中加入碳酸氫鈉粉末 圖四　四種酸鹼指示劑於醋酸與碳酸氫鈉 混合物溶液中所呈現的顏色，由左而右依 序為甲基紅、甲基澄、溴瑞香草藍及酚酞 圖五　醋酸與碳酸氫鈉(NaHCO3)混合溶液中加入甲基紅、甲基澄、 溴瑞香草藍及酚酞四種指示劑，並逐次輕搖瓶子，觀察顏色的變化 圖六　醋酸與碳酸鈉(Na2CO3)混合溶液中加入甲基紅、甲基澄、 溴瑞香草藍及酚酞四種指示劑，並逐次輕搖瓶子，觀察顏色的變化   五、參考資料 1.pHindicator，2010年3月13日，取自http://en.wikipedia.org/wiki/pH_indicator 2.高瞻計畫資源平台/自製酸鹼指示劑，2010年3月13日，取自http://highscope.ch.ntu.edu.tw/wordpress/?p=6883