苯酚与氯化铁反应的探究，本文主要内容关键词为：苯酚论文,氯化铁论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
由于考虑到实验的操作和药品的配制，苯酚的检验往往是利用它与氯化铁溶液反应来进行的。然而，这个显色反应是否有一定条件限制？在不同的反应环境里是否产生同样的现象？其反应的机理又是如何的？为此，笔者做了下列实验进行研究。
一、实验器材与药品
试管、试管架、滴管、量筒、玻璃棒、镊子、表面皿。
5％的苯酚水溶液，1％的氯化铁溶液，1％的铁氰化钾溶液，1％的亚铁氰化钾溶液，盐酸（1mol/L），氢氧化钠（1mol/L），pH试纸。
二、实验内容与结果记录
1.取干净的小试管10支，依次编号后，分别加入2mL5％的苯酚水溶液，用稀盐酸或稀氢氧化钠溶液调节pH，使其pH依次由1递增到10，然后分别加入2滴1％的氯化铁溶液，振荡，观察实验现象，记录如表1所示。
可见，用氯化铁溶液来检验苯酚的特征反应，是有一定的条件限制的。按本实验的用量操作，只有当溶液的pH在2～6之间才显现出特征的紫色，pH≤1的溶液无变化，pH=7溶液变为棕色，pH＞7时产生沉淀。
2.为了确定在中性和碱性条件下，苯酚与氯化铁反应的产物，可继续做下列实验。
把编号为7的试管中的溶液一分为二，在一半溶液中加入2滴1％的铁氰化钾溶液，另一半加入2滴1％的亚铁氰化钾溶液，观察现象，记下结果。
用滴管吸取编号为8的试管中上层的澄清溶液，滴入到另两支试管中，在其中的一支试管中加入2滴铁氰化钾溶液，另一支试管中加入2滴亚铁氰化钾溶液，振荡，观察现象，记下结果。在留下的沉淀中加入稀盐酸，使之完全溶解，再把该溶液一分为二，一份中加入2滴铁氰化钾溶液，另一份中加入2滴亚铁氰化钾溶液，振荡，观察并记下实验现象。
用同样的方法，检验编号为9、10的试管中的反应产物，记录实验结果如表2所示。
由此可见，苯酚与氯化铁溶液的反应产物中，在中性环境中，既存在Fe[3+]，又含有Fe[2+]；在碱性条件时，溶液中检验不出Fe[3+]或Fe[2+]，生成的沉淀却能溶于稀盐酸，且检验出Fe[3+]，可见得到的沉淀是氢氧化铁。
三、结果讨论
在氯化铁溶液中，Fe[3+]的配位体是H[，2]O，以[Fe（H[，2]O[，6]）[3+]形式存在，当加入苯酚时，会发生取代反应生成酚—铁（Ⅲ）络离子而呈现出紫色，所以在苯酚水溶液中加氯化铁溶液变成紫色溶液。
但是，当溶液的酸度过高时，一方面不利于取代反应向正反应方向进行，另一方面也会使生成的络离子与H[+]结合，影响络离子的电离，使紫色的络离子浓度大大降低，从而显示不出紫色。
在氯化铁溶液中，本身存在着水解平衡，可表示为：
随着溶液pH的增大，水解平衡向右移动，水解程度增大，溶液颜色就会加深。
在中性条件下，氯化铁溶液水解程度明显加大，溶液的颜色就变成了棕色。同时氯化铁具有氧化性，能把苯酚部分氧化，而使苯酚的颜色变成红色。此时，溶液中苯酚和Fe[3+]的量都很少，相互间不能反应形成酚-铁（Ⅲ）络离子，因而不能呈现出紫色，溶液成棕色。
在碱性条件下，溶液中含有较多的OH[-]，一方面氯化铁溶液的水解程度进一步加大，从而析出红褐色的氢氧化铁沉淀；另一方面酚-铁（Ⅲ）络离子的不稳定常数大于氢氧化铁的溶度积，这时向苯酚中加入氯化铁溶液，也得不到酚-铁（Ⅲ）络离子，而是生成了更稳定的氢氧化铁的沉淀。
总之，苯酚与氯化铁溶液反应，只有在弱酸性的环境里，才能生成紫色物质。