不能用无水硫酸铜检验酒精里的水吗

不能用无水硫酸铜检验酒精里的水吗 浙江省象山中学 李成国 邮编 315700 用白色无水硫酸铜来检验普通酒精里所含的水，这是中学化学沿用了上百年的传 统方法。《化学教育》1989年3期第45页，一篇《关于乙醇中含水检验的商榷》 的短文，曾质疑过这一传统方法的可靠性和正确性： “首先在无水乙醇中（含水为0.5%）加入无水硫酸铜粉末，现象：不变蓝。然 后取3支试管分别装入3mL无水乙醇，再向上述3支试管中分别依次加入1mL、1.5mL和3mL水，并振荡，观察现象：加入3mL水的试管中的无水硫酸铜变蓝了，其余2支试管中无水硫酸铜颜色没有变化。由此可以证明乙醇中含水量等于或超过1：1时（即水的体积略大于乙醇的体积），无水硫酸铜才开始变蓝，被检。所以普通酒．．．．．精里所含的水是不能用无水硫酸铜来检验的。” ．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． 《化学教育》2007年第5期第58页，又有一篇〈〈一个不可靠的结论〉〉的文 章，谈的是“乙醇中是否含有水不能用无水硫酸铜来检验”，“用无水硫酸铜检验 乙醇中是否含有水的结论并不可靠，更是一个错误性的结论”等。 如果实验事实真与上述实验现象相符合，那上述2篇文章所作的论断无疑是正 确的。但是，我们的实验始终未能重现原文所指出的特殊实验现象，而是得出了 恰恰跟它完全相反的结论——无水硫酸铜是检验普通酒精中是否含有水分的可靠 试剂。且看以下实验。 取8支干燥试管，分别注入5mL不同的酒精，再分别加入不同量（估计量）的 白色无水硫酸铜粉未，实验及现象记录于下表。 酒精 无水酒精（99.5%） 普通酒精(95.57%) 试管编号 1 2 3 4 5 6 7 8 酒精体积5 5 5 5 5 5 5 5 （mL） 无水黄豆 芝麻大小绿豆大小 蚕豆 芝 麻 绿 豆 黄 豆 蚕 豆 CuSO(估计大小 4(0.05g) (0.2g) (2g) (0.05g) (0.2g) (0.5g) (2g) 量) (0.5g) 1 加塞振荡观几分钟后半小时后白色 白色 蓝 蓝蓝 蓝 察 呈蓝色 淡蓝色 上述实验有很好的重复性，这证明无水CuSO不仅可以检验普通酒精里的水（约4 4%），就是无水酒精中的微量水(0.5%)，只要实验方法得当——取量少到芝麻大小，．．．．．．．．时间稍长（到1min），也都有可靠的检验效果。 少量的无水硫酸铜，为什么才会有检验无水酒精（1号试管）中水的效果呢？．．． 我们可以作以下粗略计算和。 5mL无水乙醇（99.5%）中，算得水的质量是0.025g(相当于半滴水).这0.025g水可以结合无水硫酸铜的质量假设为xg，在量值上则有如下关系： 160g(CuSO)：90g(5HO)= xg： 0.025g 42 解x=0.044g(CuSO) 4 在5mL无水乙醇中不仅含有很少量的水，当然就只能使很少量的无水CuSO变4 蓝。如果加入的无水CuSO的质量越是多于0.044g，则生成的蓝色CuSO?5HO在442其中的质量分数就越少，势必白色大大掩盖了蓝色，自然就难于观察，蓝色的仍 显白色（至少是以白色为主）。这就是检验（1号试管）无水乙醇里的微量水为什 么要用很少量（芝麻大小）无水CuSO的原因。上述2篇文章的实验者仅取了2ml4 无水乙醇，想必这是水很少很少，无水CuSO又过量太多的情况，导致对实验结果4 的误判。 既然只要操作得当，都可用无水CuSO检验无水乙醇中的水，更不用说它可以4 检验比无水乙醇含水量要大出十多倍的普通酒精里的水了。 因此，我们有理由说，用无水CuSO检验普通酒精里的水，仍不失为是检验4 水的一种好方法。可见，不能用无水硫酸铜检验普通酒精里的水，可能是某些实 验者在实验操作方法细微与末节上出现的疏漏所致。 鉴于是实验操作方法有误，文章在义理上所作的解释就自然不能成立。这里特 别应当指出的是，对于水分子，是乙醇与水分子间的作用力（氢键）大？还是无 水CuSO？通常当然常用廉价的CaO与普通酒精混合蒸馏制无水乙醇；即使用生石4 灰与普通酒精混合蒸馏制得的无水乙醇，最终都还得用无水CuSO来检验是否残留4有水。这2个事实本身可以说明：“乙醇中水的含量只有达到或超过一定比例，首 2 2+先满足与CHCHOH形成氢键复合体的需要之后，才有较多游离水分子与Cu结合成32 水合铜离子，而显蓝色”，或者“只有当水与乙醇体积比等于或大于1：1时，才 2+2+有多余的游离水分子与Cu结合成[（Cu(HO)）]离子而显蓝色”等等说法是不能24 成立的。恰恰相反，实验证明无水CuSO能有力从“醇水复合体”中把水夺取出来4 跟自己结合成蓝色CuSO?5HO,从而显示它作为检验水的灵敏试剂。4 2 再一点，至于说到用无水CoC1检验普通酒精里的水的方法是不可取的，至少2 是跟无水CuSO相比就太逊色了。因为无水CoC1和CoC1?6HO都极易溶于酒精，4222呈深蓝色溶液。只有当酒精中的水多，无水CoC1的量少，，才有足够的灵敏度。2 它的缺点还在于不管酒精中水多水少，只要CoCl的量稍多一点，溶液就会逐渐由2 浅红变成蓝色（甚至深蓝色）。这就大大降低了作为一种检验试剂最起码应该具备 的灵敏度和宽容度。可以设想，这种试剂（蓝色的无水CoCl）如果是用于学生实2验，一定会带来不少麻烦（不好掌握试剂用量）。 综上所述，检验酒精里是否含有水，这是中学化学中的一个传统实验（上世纪 50年代从苏联教材中引进，一直沿用至今）。用白色的无水CuSO之外，建议大家：4?选用电石。它的方便不用说了，它的优点还在于，在酒精中投入电石小颗粒， 凭借有没有气泡外逸，就可以判断酒精中是否含有水；凭借气泡的多少还可以粗 略估计酒精中含水量的多少；?选用KMnO晶体。仅需半颗芝麻大小的量，如果酒4 精中有少量（甚至极少量）的水，酒精会显粉红色。普通酒精（含水4.5%）会显红色（尽管几分钟后红色会被还原消失，但这不影响我们对检验水的认识）。 3