反应式(2)产生的单质碘,在反应式(3)中被亚硫酸氢根消耗,所以当溶液中有淀粉时不会显蓝色。当溶液中亚硫酸氢根离子消耗完以后,反应式(3)不再继续,于是单质碘的浓度突然增大,使淀粉溶液变蓝色。如果亚硫酸钠溶液的浓度大于碘酸钾溶液浓度的3倍,由于碘酸根离子在亚硫酸根离子消耗完以前已消耗殆尽,就不再出现蓝色。
【准备】分别配制下面三种溶液。
由上式可知,本实验颜色变化的实质是氧化还原反应。本实验所用的溶液是亚甲蓝、葡萄糖和氢氧化钠的混合液。刚配制时溶液蓝色,放置片刻,蓝色就褪去,这是由于亚甲蓝被葡萄糖还原的结果。当振荡上述无色溶液时,瓶内溶液跟空气接触的表面增大,氧气在溶液中的溶解量也增多,氧气就把无色的H2MB重新氧化成蓝色的MB。当瓶子静置时,溶液里葡萄糖所起的还原作用渐渐起主导作用,蓝色的H2MB又被还原成无色。上述操作可以反复许多次,直到瓶内的氧气耗尽为止。
碱性藏花红(C2OH19ClN4)也是一种氧化还原型指示剂,它在氧化态时呈红色,被还原后呈无色。用它替代亚甲蓝做变色实验,则在红色和无色之间反复变化,因此又叫红瓶子实验。
【操作】
【原理】亚甲蓝(C16H18ClN3S?3H2O2分子量373.90)是噻嗪衍生物,用作观察细菌和组织切片的染色剂,也可用来染丝和用作指示剂。亚甲蓝呈蓝色,容易被还原成无色。被还原的分子也易重被氧化成亚甲蓝。它的可逆性变化可用下式表示。
用符号MB表示亚甲蓝,则上述反应可表示如下:
【操作】
(1)取一粒二氯化钴晶体,放在一支洁净的试管里,逐滴加入95%的酒精使它溶解。这时得到的溶液呈蓝紫色。在溶液里逐滴滴加清水,每滴一滴就振荡均匀,直到溶液刚呈粉红色为止。慢慢加热这试管,不久溶液转为紫色,继续升温,溶液慢慢由紫色变蓝色,即温度越高,溶液颜色越接近蓝色。把溶液冷却到室温,溶液颜色又慢慢恢复到粉红色。
(2)在一只小锥形瓶中加入50mL稀硝酸,再加入4g三氧化二铬,得到蓝紫色的浓度约10%的硝酸铬溶液。给这溶液加热变成绿色,冷却后又变成蓝紫色。这个实验的颜色变化能反复进行。