石蕊

石蕊。原圖接

石蕊（shirui），是從地衣中提取的不同染料的水溶性混合物。它經常被吸附到濾紙上，以產生最古老形式的pH指示劑之一，用於測試材料的酸度。石蕊地衣體呈殼狀至鱗片狀，並從地衣體上長出空心的果柄，不分枝或具多分枝。子囊盤生果柄頂端，子囊盤網衣型，子囊孢子單胞型，無色，橢圓形。土生或生於腐木或岩石表土上。

目錄

概述

石蕊隸屬於石蕊科中的石蕊屬 (Cladonia），種類多，在醫藥和化學試劑方面，有重要價值。有些種類可提取抗菌素，如雀石蕊、軟石蕊、紅頭石蕊、粉杆紅石蕊、粉杯紅石蕊等；有些種類可提取石蕊試劑，如石蕊、鱗片石蕊、杯腋石蕊、喇叭石蕊等。

馴鹿苔

石蕊類地衣是莖狀地衣的一群，分布非常廣泛，經常會大面積的成片生長於極地與寒原地區而構成軟墊狀的美麗景觀。為野生馴鹿的冬季主要食糧，諸如軟鹿蕊(Cladina mitis)、鹿蕊( Cladina rangiferina)等。這一些可供馴鹿取食之石蕊地衣類的地衣，統稱為馴鹿地衣，也有人稱之為馴鹿苔。

它們或生長在被覆著土壤的岩石上或岩縫間；或生長在林緣處覆蓋有腐植質之草被叢生的土坡上；或生長在開放之林地或森林內的腐木上或樹幹基部；或混生在高山草原之草叢植被之間；而那些著生在陽光充足地方的石蕊類地衣，它們抵抗乾旱的能力則特別強。臺灣石蕊類地衣也普遍存在，由低海拔地區乃至玉山的山頂，都不難發現其零星個體與大片的族群。

歷史

西班牙醫生Arnaldus de Villa Nova在1300年左右首次使用石蕊。從16世紀開始，藍色染料是從某些地衣中提取的，尤其是在荷蘭。英國化學家、物理學家波義耳( Robert Boyle， 1627 -1691)首先發現並開始推廣使用石蕊作為化學指示劑檢驗溶液的酸鹼性。他在一次無意間把一束紫羅蘭插在實驗室的花瓶裡做實驗，把鹽酸滴到了紫羅蘭的花朵上竟變成了紅色!於是用HNO3（硝酸）、H2SO4（硫酸）、CH3COOH（醋酸）做實驗，結果完全相同—花瓣全變成了紅色。經過反覆實驗，認定了紫羅蘭花的浸出，可用於檢驗溶液是否呈酸性。

於20世紀中期至晚期，除了基本的形態觀察，再加上化學方法的分析，時至今日，臺灣產石蕊地衣類的地衣，統計記錄共有40種、2亞種、6變種，以及4型，它們分別隸屬於穿孔石蕊屬(Cladia)、鹿蕊屬(Cladina)，以及石蕊屬(Cladonia)。

波義耳再把花卉、藥草、樹皮、塊莖、塊根、苔蘚、地衣等製成浸出液，逐一試驗它們在鹼性溶液中的變色反應。發現鹼性溶液能使從石蕊地衣中提取出的紫色液體變藍。接著把石蕊浸出液滴入鹽酸溶液中，結果出現了與用紫羅蘭檢驗酸性一樣的現象—石蕊浸出液也變成了紅色!從此，石蕊試劑廣泛應用於檢驗溶液的酸鹼性。這項重大發明是在1646年作出的，如今仍在普遍採用。

來源

蘇梅

石蕊可以在不同種類的地衣中找到。這些染料從這些物種中提取羅切拉tinctoria（南美），羅切拉銀耳（安哥拉和馬達加斯加），羅切拉矮（阿爾及利亞），羅切拉phycopsis，Lecanora tartarea（挪威，瑞典），Variolaria銀荊，Ochrolechia帕雷利亞，Parmotrema tinctorum和Parmelia。目前，主要來源是羅切拉蒙塔涅（Roccella montagnei）（莫桑比克）和白斑樹（Dendrographa leucophoea）（加利福尼亞州）。

試液配製

• (1)先用熱酒精溶解去除雜質，把酒精傾去。
• (2)加水溶解石蕊，攪拌、靜置、過濾。
• (3)濾液稀釋至1%即得石蕊試液。

應用

石蕊試紙

石蕊試劑(Litmus reagent)是從一種叫石蕊地衣的植物中提取出來的。石蕊地衣( litmus)生長在中高海拔向陽的岩石上，植株矮小，但能通過其分泌的地衣酸促進高山岩石的逐漸風化、解體，對土壤的形成有重要的作用。

石蕊的主要用途是測試溶液的酸鹼性。淺藍色石蕊試紙在酸性條件下會變成紅色，而紅色石蕊試紙在鹼性或鹼性條件下會變成藍色，在25°C（77°F）的pH範圍4.5–8.3中會發生顏色變化。 中性石蕊試紙是紫色的。石蕊也可以作為製備水性 溶液，其功能類似。在酸性條件下，溶液為紅色，而在鹼性條件下，溶液為藍色。

石蕊試紙也可用於測試影響酸性或鹼性的水溶性氣體。氣體溶解在水中，產生的溶液使石蕊試紙著色。例如，鹼性的氨氣會使紅色的石蕊試紙變成藍色。
石蕊（pH指示劑）pH低於4.5 pH 8.3以上（4.5⇌8.3）

原理

石蕊試紙（litmus paper）是實驗室中常用來測試溶液酸鹼性的方法之一，一般有藍色石蕊試紙與紅色石蕊試紙兩種。藍色石蕊試紙是將濾紙浸入於石蕊的鹼性溶液中，經過晾乾後成為藍色。紅色石蕊試紙，則是將濾紙浸泡於酸性的石蕊溶液中製得。藍色石蕊試紙遇到酸性物質，會轉變為紅色。紅色石蕊試紙遇到鹼性物質，會轉變為藍色。利用石蕊試紙顏色變化，只能得知酸鹼性，無法測得精準的 pH 值。另外有一種廣用試紙（universal paper），它的製備方法與石蕊試紙類似，是由數種指示劑的組合以得到各種顏色的變化，由顏色的變化與對照表比較，來約略判斷溶液的 pH 值。

機制

紅色石蕊含有一種弱的雙質子酸。當其暴露於鹼性化合物時，氫離子與添加的鹼發生反應。由石蕊酸形成的共軛鹼具有藍色，因此濕的紅色石蕊試紙在鹼性溶液中會變成藍色。除酸鹼以外的化學反應也會引起石蕊試紙顏色改變。例如，氯氣氣體變為藍色石蕊試紙白色-石蕊染料漂白，由於存在的次氯酸鹽離子。這種反應是不可逆的，因此在這種情況下，石蕊不能作為指示。

石蕊混合物

石蕊混合物的CAS號為1393-92-6，並包含10至15種不同的染料。石蕊的所有化學成分很可能與相關的混合物，即orcein相同，但比例不同。與獸藥相反，石蕊的主要成分具有3300的平均分子量。石蕊上的酸鹼指示劑歸因於7-羥基苯氧雜 zone生色團。一些級分給予石蕊的具體名稱，包括erythrolitmin（或erythrolein），石蕊精，spaniolitmin，leucoorcein，和leucazolitmin。偶氮立特明顯示出與石蕊幾乎相同的作用。

石蕊對水稍微有危害，人們要注意不要讓未稀釋或大量的產品接觸地下水、水道或者污水系統，若無政府許可，勿將材料排入周圍環境。如果遵照規格使用和儲存則不會分解，未有已知危險反應，避免氧化物。

影片

17 動手做：以石蕊試紙檢驗水溶液的酸鹼性

基礎化學實驗技能 (15)：石蕊試紙

石蕊試紙變色