石蕊溶液最早由化学家波义耳从地衣植物中所提取,在酸性条件性呈红色,在碱性条件下呈蓝色。而在中性条件下,是这两者的混合,所以是紫色的。
所以在酸性条件下,石蕊应当是红色的。那么,为什么在你的“实验”中(分别是“石蕊+盐酸+硫酸+硝酸”和“石蕊+硫酸+盐酸+亚硫酸”),最终溶液不是红色的呢?我将分别进行讨论。
一、石蕊+盐酸+硫酸+硝酸——这个你的Beaker应该是对的
从你的视频中可以看到,在加入了盐酸和硫酸后,溶液都还是红色的,但是在加入了硝酸后马上变成近乎无色了。这是因为硝酸不仅仅是一种强酸,它还有一个非常特殊的性质——强氧化性。所以,硝酸是可以氧化掉石蕊中的显色官能团的,从而导致其失效。下面我再来具体谈谈这三种强酸。
硝酸,除了具有酸性外,还有强氧化性。这也是为什么在初中、高中范围内,很少利用它的酸性。比如制备氢气时,多半就用硫酸和锌,或者盐酸和锌(注意除HCl),而从来不会用硝酸和金属——因为多半不会生成氢气,而是氮氧化合物了。硝酸根一个很重要的特性时,配位能力差,所以金属硝酸盐基本都是易溶于水的。
硫酸,其酸根理论上也有氧化性,但是在稀溶液中只体现酸性。这是因为硫酸是强酸完全电离,而硫酸根 具有很高的对称性比较稳定。在浓硫酸中,存在大量的硫酸分子,由于质子的强极化作用导致硫酸分子不如硫酸根稳定,从而可以发生氧化还原反应。比如浓硫酸就可以与很多金属反应,比如铜。但是冷浓硫酸对铁有钝化作用,所以可以用铁罐运输浓硫酸。稀硫酸就基本只体现其酸性了。不过需要注意,有些硫酸盐是难溶的——比如一般不用碳酸钙和稀硫酸制备二氧化碳。
盐酸,其酸根没有任何氧化性(但是氢离子有氧化性),这是因为氯离子已经是最低价态了。但是,盐酸可以有还原性的。这也是为什么制备氯气可以用二氧化锰和浓盐酸,此外高锰酸钾也可以氧化稀盐酸。此外,氯离子还会表达其配位作用。氯化铜溶液的颜色随着浓度不同而不同:浓度很低时,铜离子基本都是水合铜离子,所以是蓝色;浓度很高时,铜离子基本都是氯离子配位的,是黄色;而浓度不高不低时则是混合颜色,是绿色。还有王水,是硝酸和盐酸的混合物,其中硝酸体现氧化性,盐酸体现配位性,所以王水才能溶解金。
另外我还想谈谈这三种强酸的危险性。我高中时做过不少实验,后来胆子越来越大。盐酸,不小心溅到皮肤上,只要不是敏感区域(比如眼睛),真的问题不大;硫酸,只要不是特别浓的,问题也不太大,只要及时清洗就行了;硝酸,这玩意儿是真的危险,哪怕很稀的,不小心弄到皮肤上,瞬间那里的皮肤就黄了,根本来不及洗的,所以一定要注意了。
高中做实验时还要洗玻璃仪器。当时我们发现硝酸-乙醇洗液清洗玻璃仪器异常有效。所以我们经常使用。这种洗液必须现配现用。那天我配好了,然后在隔壁和学长、同学聊天时,就听到实验室有玻璃塞摔地上的声音。我走进实验室一看,那瓶硝酸-乙醇洗液已经反应了,生成的气体把玻璃塞冲出来了,整个实验室全是红棕色的了。
总结:第一个实验最终会基本没有颜色,因为硝酸把石蕊破坏了。
二、石蕊+盐酸+硫酸+亚硫酸——这个你的Beaker应该是不对
在你的第二个实验室,你将硝酸换成了亚硫酸。硝酸具有强氧化性,所以具有漂白作用;亚硫酸也是有漂白作用的——比如亚硫酸可以漂白品红溶液,并且这个过程是可逆的,加热后溶液恢复红色。
亚硫酸漂白品红的反应式如下。亚硫酸对品红分子进行了加成,破坏了其共轭结构,所以颜色消失。加成产物不稳定,加热后会释放出二氧化硫,所以颜色会恢复。
所以,二氧化硫也有漂白作用的,但是与硝酸的漂白原理不同。那么二氧化硫能否漂白石蕊呢?答案是不行。所以第二个实验应该最终是红色的,正如 @Earl DN 所说,你的Beaker模拟软件不对。我猜测应该软件中亚硫酸的数据就是具有漂白性,没有没有考虑到只能漂白品红而不能漂白石蕊。
谢邀~
其实BEAKER可以模拟的实验非常有限,有些反应其实会发生但是BEAKER既不会显示实验现象也不会显示化学方程式。(本答主中学时期亲测如此)
模拟软件总有这样那样的问题,真正要了解实验现象还是得自己亲自动手哇!
(其实如果你真的对实验现象这些很感兴趣,你可以尝试跟你的化学老师沟通一下,看看ta能不能带你去实验室让你自己操作一下看看的)