溴麝香草酚蓝

人教版高中生物学必修1“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验提到了CO2可使澄清的石灰水变混浊，也可使溴麝香草酚蓝水溶液由蓝变绿再变黄。本文就溴麝香草酚蓝结构、溴麝香草酚蓝水溶液理化性质、配制方法及其检测CO2的原理、优点及用途作了简要介绍。

一、溴麝香草酚蓝的结构及理化性质

溴麝香草酚蓝，别名溴百里酚蓝或二溴百里酚磺酞，英文名Bromothymol Blue，简称 BTB。分子式 C27H28O5Br2S（图1），相对分子质量 624.39。BTB为近似藕荷色或红色结晶粉末，易溶于乙醇、甲醇、醚、稀碱或氨溶液，稍溶于苯、甲苯及二甲苯，微溶于水。BTB为一元弱酸，是一种灵敏的酸碱指示剂，但它对光不敏感[1]。

二、BTB水溶液的配制方法

配制0.1%BTB水溶液的方法如下：称取溴麝香草酚蓝0.1g，溶解于100mL煮沸过的自来水中（注意：配制溴麝香草酚蓝水溶液的水应为微碱性，使溶液呈蓝色或蓝绿色，蒸馏水为微酸性不适用），充分溶解后用滤纸过滤除去残渣。特别注意溶液的颜色，若得到的滤液呈黄色，可加数滴稀氨水，使之变为蓝色或蓝绿色。溶液可长期保存于棕色瓶中[2]。

三、用BTB水溶液检测CO2的变色原理

若用 HIn表示BTB 的分子，In-表示它的离子，其解离平衡式为：HIn（酸型，黄色）⇌In-（碱型，蓝色）+H+，在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，CO2溶于溶液中成为H2CO3，进一步解离成 H+和 HCO3-，使得溶液的酸度增加，因此随着CO2浓度的增大，H+增多会导致导致的溴麝香草酚蓝水溶液由蓝色变成黄色[2]。

二氧化碳浓度低时，能否使得溴麝香草酚蓝水溶液最终变成绿色？随着二氧化碳增多，能否使得溴麝香草酚蓝水溶液的黄色程度增大呢？BTB 水溶液的变色范围为 pH6.0-7.6，弱酸性时呈黄色或淡黄色，中性偏碱性时呈蓝色或淡蓝色，中间经过绿色（变色点为 pH7.1）[2]。在“探究酵母菌细胞呼吸的方式”实验中，由于溴麝香草酚蓝水溶液本身是碱性，随着二氧化碳的增多，导致溶液到达7.1左右，实验最终结果可能是绿色，随着二氧化碳浓度的继续增大，PH由7.1下降至6.0时溴麝香草酚蓝水溶液由绿色逐渐转变成黄颜色，且颜色逐渐变黄，这一推断可通过2016年全国Ⅱ卷31题得到佐证（如下表）。

四、BTB比澄清的石灰水检测CO2效果更精准

二氧化碳能使澄清的石灰水变混浊的原理是二氧化碳和石灰水反应形成难溶于水的碳酸钙，但是二氧化碳的水溶性低，生成的碳酸钙不会聚集成较大的颗粒以沉淀的形式出现，所以只能看到混浊现象，假设二氧化碳持续增多，难溶于水的碳酸钙与二氧化碳和水继续反应形成易溶于水的碳酸氢钙，而BTB水溶液色泽差异较显著，容易观察到由蓝变绿再变黄的过程，二氧化碳浓度增大是也不会造成黄色消失，因此通过溴麝香草酚蓝水溶液的颜色变化的时间长短及变化程度可判断二氧化碳浓度的高低，与澄清的石灰水相比较BTB更灵敏更精准[3]。

五、BTB的其他用途

BTB除了检测二氧化碳的变化情况外，在生物学实验中有多种用途，如：检验活细胞（活种子）的呼吸作用，测定种子的生活力;BTB还用于植物性别的鉴定，已经在杨梅、银杏、括蒌、黄瓜、绞股蓝以及芦笋成年植株上取得成功[1];结合智能手机光传感器技术手段或多媒体照片RGB编码技术手段，采集并导出BTB指示剂颜色变化产生的光学数据，绘制与H2CO3浓度变化相关联的光学数据变化曲线，来探索研究CO2气体压强对二氧化碳与水生成碳酸反应速率的影响[4];BTB还可以测定大米脂肪酸度[5]及生物碱的含量[6];测定水中痕量锌[7]及食品中的含铅[8]情况，相信在不久的将来，随着科技的不断进步发展，溴麝香草酚蓝（BTB）会迎来更大的应用前景。

参考文献：

[1]高海元.浅谈溴麝香草酚蓝.生物学教学[J]，2013（10）：63.

[2]高海元.溴麝香草酚蓝水溶液配制改进及检测CO2原理.实验改进[J]，2014（6）：30.

[3]吴汝彬.高中生物学中与CO2相关的知识点释疑.中学生物教学[J]，2020（1）：44.

[4]顾仲良，周学工.压强对反应速率的影响实验探索——应用溴百里香酚蓝的色变.化学教与学[J]，2020（04）：93-95.

[5]徐丹.酸性指示剂法测定大米脂肪酸度.科技展望[J]，2016（28）：83.

[6]邓光辉，胡炜.溴麝香草酚蓝比色法测定叶下珠生物碱的含量.时珍国医国药[J]，2009（05）：1193.

[7]金文斌，李梦涵.百里香酚蓝光度法测定水中痕量锌.冶金分析[J]，2019（07）：77-80.

[8]童德华，张瑞平.溴百里香酚蓝作指示剂原子荧光光谱法测定食品中的铅.食品科学[J]，2008（05）：358-360.