苯酚

案例分析

对新教材中含酚废水处理实验的改进

普通高中课程标准实验教科书《有机化学基础》（江苏教育出版社,2004年12月第1版）在介绍酚的性质和应用这一节内容时，设计了探究性实验让学生初步认识含酚废水的处理。含酚（主要是苯酚和甲酚）废水的处理一直是人们密切关注的工业污染处理问题之一，因为水体中含有少量的酚，会对人体、水生生物及附近的农作物造成一定的危害。但实验区的许多教师在做该实验时，却反映教材上的实验步骤、实验现象及效果都不甚理想，尤其是不能将工业上处理含酚废水的方法很好地表达清楚。

教材中（P74）该实验的实验步骤如下：向4mL含苯酚的废水中滴加几滴FeCl3溶液，将得到的紫色溶液转移到两支试管中，分别加入约0.5mL苯或少量活性炭，振荡，观察实验现象。按教材上的实验步骤进行实验后，实验现象是：加入活性炭后，紫色可褪去；加入苯后，振荡静置，溶液分层，上层为无色，下层为紫色，紫色并没褪去。实验结果证明活性炭能使苯酚和FeCl3反应后生成的紫色络合物（H3[Fe(C6H5O)6]）褪色，但是苯却没能使紫色褪去。在工业上，苯可以用作含酚废水的萃取剂，故教材上的该实验的反常现象使不少教师颇感困惑，究其原因：一是没注意到苯酚和紫色络合物在苯中的溶解性有很大差异；二是该实验的操作顺序设置不妥。

笔者多次试做了教材上的实验，并对该实验作了改进。实验过程简述如下：

1 实验用品

含苯酚废水（8000mg/L），1%FeCl3溶液，苯，活性炭。

2 实验步骤及现象

（1）向4mL含苯酚废水加入约10滴左右FeCl3，溶液显紫色，加入活性炭后，振荡，紫色褪去。

（2）向4mL含苯酚废水加入约10滴左右FeCl3，溶液显紫色，加入约2mL苯，振荡后静置，溶液分层，上层为无色苯层，下层为紫色水层。

结论I：活性碳的吸附能力较强，能够吸附该紫色物质。苯不易从水中萃取该紫色络合物H3[Fe（C6H5O）6]，既该紫色络合物在水中的溶解度远大于在苯中的溶解度。

（3）向4mL含苯酚废水加入约2mL苯后，振荡后静置，待溶液分层后，将苯层和水层分开：

在苯层中加入约10滴左右FeCl3水溶液，振荡后静置，溶液分层，上层为无色苯层，下层为紫色水层。

在水层中滴加约10滴左右FeCl3，将其与含酚废水直接加FeCl3后的紫色溶液颜色对照，其紫色明显变淡。

3 实验结论

苯不易从水中萃取紫色络合物，苯能够萃取水中部分苯酚。

通过实验改进，可使学生更好地了解并领会含酚废水处理的原理和方法，使学生对于活性炭的吸附性能和萃取法在工业上的应用有更深刻的认识，让学生体会到了知识的实用性。

4 讨论

（1）含酚废水的浓度从几百毫克每升到几万毫克每升不等，浓度≥1000mg/L的属于高浓度含酚废水，工业上就要考虑酚的回收和再利用。在实验中，为了使现象更加明显，可以配制高浓度的含酚废水。

（2）查阅文献可知，不同的萃取剂对于酚的萃取能力不同。萃取能力的大小主要以酚在萃取剂和水中的浓度比，即分配系数K的大小来表示，如表1[1]：

表1 酚在不同有机溶剂中的分配系数