有关苯酚的几个问题

有关苯酚的几个问题

苯酚与过量溴水的反应

《化学教学》1997年第7期第9页刊登了《一组有关苯酚的实验》一文，文中说：“向苯酚的稀溶液中滴加浓溴水至过量，白色沉淀转化为黄色沉淀是因为生成了黄色难溶于水的2，4，4，6－四溴环己二烯酮沉淀”。我们认为这种解释很值得商榷。

我们重复原文所述实验，现象与原文基本一致，当苯酚过量时，白色沉淀逐渐转变为棕红色沉淀，用玻璃棒搅动，可以看到该沉淀中混有白色沉淀，向其中加入碱，沉淀消失（溶解）；再加入酸，沉淀又复出现，这说明沉淀物中含有酚羟基。

向棕红色沉淀物中加入浓苯酚，振荡，仍有沉淀，将其放入温水浴中微热，沉淀消失，溶液分为两层，上层为水层，下层为棕红色油状液体的有机层，稍冷，棕红色油状液体固化，这与邻溴苯酚的性质（黄色或红色油状液体，不溶于水，熔点5－6℃）一致。

根据邢其毅、徐瑞秋、周政编写的《基础有机化学》第745－756页，2，4，4，6－四溴环己二烯硐不是黄色沉淀而是无色沉淀，故原文所得到黄色物质就不应该是2，4，4，6－四溴环己二烯酮，可能是邻溴苯酚，因为2，4，4，6－四溴环己二烯酮本身是一种溴化试剂，容易与苯酚反应，生成红色或黄色的邻溴苯酚，其反应如下：

因此，我们认为当向苯酚溶液中滴加过量浓溴水时，生成的红棕色沉淀是三溴苯酚和邻溴苯酚的混合物，而不是2，4，4，6－四溴环己二烯酮。

苯酚溶于碳酸钠吗

苯酚俗称石炭酸，是一种弱酸（PKa=10），其酸性比碳酸（PKa=6．68）弱，所以苯酚不溶于NaHCO3。在可溶性的苯酚钠水溶液中通入CO2，苯酚会游离出来。

那么，苯酚能否溶于Na2CO3呢？现行的教材对这一问题均未有论及。笔者最近就这一问题向学生作了调查了解，结果发现，竟然有95％以上的学生对这一问题答不上来。为此，笔者拟就这一问题从以下几个方面来讨论，望能引起大家共鸣。

一、问题的提出

笔者在讲到酚的性质时，向学生提出这样一个问题：“苯酚是一种酸性较碳酸还要弱的弱酸，它不溶于NaHCO3，那么苯酚能否溶于Na2CO3呢？”当我提出这一问题以后，同学们几乎都瞠目结舌。“实践是检验真理的唯一标准。”为让学生能心服口服地去了解和掌握“碳酸钠与苯酚反应”一性质，笔者有比较地将“碳酸钠与苯酚反应”的性质和“碳酸氢钠与苯酚反应”的性质放在一起，设计了如下的实验（见表1）。要求学生亲自动手去完成，并要求他们在仔细观察实验现象之后，再从理论上予以解释。

二、现象与解释

学生按表1中的内容，认真而又仔细地完成实验，结果见表1

实验结果表明，不同浓度的苯酚均能溶于不同浓度的碳酸钠溶液，但不溶于碳酸氢钠溶液。学生对这一现象的解释，大致有两种情况。

一种情况，苯酚之所以能溶于Na2CO3而不溶于NaHCO3，是因为NaHCO3的溶解度小于Na2CO3，从而有利于反应：

向右移动，即由溶解度大的Na2CO3生成为溶解度较小的NaHCO3。

另一种情况，因苯酚呈弱酸性，Na2CO3溶液碱性强，发生中和反应，而NaHCO3是酸式盐，虽是强碱盐，但其水解后溶液的碱性很弱，故不能与苯酚发生反应。

除此以外，笔者认为这一现象还可以从它们的酸性相对强弱来加以解释。

根据质子酸碱理论，酸性强的物质可使酸性弱的物质从其相应的盐溶液中游离出来。据此，可查得水溶液中H2CO3以及苯酚的PKa值分别为：

由PKa值的相对大小可知，它们的酸性相对强弱顺序为：

故CO2能使苯酚从可溶性的酚钠水溶液中游离出来。同样，苯酚能使HCO3－从可溶性的碳酸钠水溶液中游离出来，但不能使H2CO3从可溶性的酸式碳酸盐NaHCO3中游离出来，即是说苯酚能溶于Na2CO3，而不溶于NaHCO3。

三、建议与说明

鉴于学生对“苯酚与Na2CO3反应”一性质的不了解，笔者建议教师在讲酚的性质时，最好能补充这一演示实验或学生实验，以便能让学生有比较地去理解和掌握“苯酚能溶于Na2CO3却不溶于NaHCO3”这一性质。

这里应该指出的是，在做苯酚与Na2CO3以及NaHCO3反应的性质实验时，配制苯酚溶液的浓度不宜太小（如5％苯酚），否则无法观察实验现象，不利于说明苯酚究竟能否溶于Na2CO3或NaHCO3。其中以少量的苯酚晶体取代不同浓度的苯酚溶液来做该性质实验时，实验效果最佳，现象既便于观察，又明显。

苯酚水溶液能使石蕊试剂变色吗

高中化学有如下叙述：苯酚的酸性极弱，（电离常数K=1．28×10－10），在水溶液中只能电离出少量H+，甚至不能使指示剂变色。对此，我持有不同意见，提出来供大家讨论。

我们的实验却表明，在常温下，对于变色点在pH=7左右的一般酸碱指示剂（如蓝色石蕊试纸），苯酚的水溶液（包括饱和水溶液以及将其稀释数倍的溶液）可以与之发生比较明显的酸性变色反应即蓝色石蕊试纸可以变红。

为了解释上述实验结果，必须先明确物质的酸性和溶液的酸度之间的关系和区别，众所周知，物质酸性的强弱是以其酸式电离常数Ka或后者的负对数pKa表征的；而溶液酸度的大小则是以其氢离子浓度[H+]或后者的负对数pH表征的。一般说来，在浓度相同时，物质的酸性越强（即Ka越大，或pKa越小），其溶液的酸度越大（即[H+]越大，或pH越小）；物质的酸性越弱（即Ka越小，或pKa越大），其溶液的酸度越小（即[H+]越小，或pH越大）。但是，由于溶液的酸度还跟溶液的浓度有关，所以，酸性强与酸度大之间、酸性弱与酸度小之间，并没有必然的联系。例如把硫酸无限稀释，可以得到酸度极小（pH趋于7）的溶液。因此，只要我们不把苯酚的酸性与其溶液的酸度混为一谈，而且在注意到苯酚的电离常数相当小的同时，又不忽视它在常温下具有不算太小的溶解度（20℃时约为8g），那么，对于上述实验现象应是不难理解的。

计算表明，在常温下，苯酚饱和水溶液的物质的量浓度约为0．8mol/L。

根据一元弱酸水溶液氢离子浓度的简化计算公式

可以求出常温下苯酚饱和水溶液的氢离子浓度：

再将上值代入下式

pH=－log[H+]

即得常温下苯酚饱和水溶液的pH：

pH=－log1．0×10－5=5．0