實驗五、趣味實驗三則：藍色振蕩、冰袋與固體汽水

1、趣味實驗三那么：藍色振蕩、冰袋與固體汽水一、實驗教學目標了解并掌握本實驗趣味實驗的原理及其操作。 熟練各儀器的操作以及其中各 種技能手段的的運用， 試著去發(fā)現(xiàn)問題并體會其種種樂趣， 感受我們的化學生活， 生活化學。二、實驗原理1. 藍色振蕩亞甲基藍的水溶液呈藍色， 在堿性條件下， 葡萄糖可把它復原為無色， 攪拌 條件下空氣會把無色產(chǎn)物亞甲基白氧化為藍色，藍色又被復原為無色，如此 反響，實驗?zāi)軐掖沃貜汀?如果有酚酞試劑滴加的話， 我們會發(fā)現(xiàn)顏色變化中還會 多了紅色與紫色。 原因是當溶液在堿性條件下時， 滴加酚酞試劑滴加后溶液顯紅 色。所以：當葡萄糖可把亞甲基藍復原為無色時，由于溶液顯強堿性，此時

2、溶 液呈紅色； 攪拌或略微震蕩條件下空氣會把局部無色產(chǎn)物氧化為藍色， 由于紫 色與藍色相混，由于顏色的混合效應(yīng)， 我們將看到此時溶液顯紫色劇烈震蕩后， 將會有更多的無色產(chǎn)物被氧化為藍色的亞甲基藍， 這時由于藍色過深， 將會遮掩 酚酞的紅色，結(jié)果我們將會看到溶液呈藍色。2. 便攜式化學“冰袋 硝酸銨、氯化銨等銨鹽，溶于水時具有強烈吸熱降溫的性質(zhì)，它們還可以 從與其相接觸的晶體鹽中奪取結(jié)晶水而溶解吸熱， 利用這種性質(zhì)， 可以通過簡單 地混合兩種或兩種以上的鹽而制冷， 制成化學“冰袋。 該種便攜式“冰袋可 應(yīng)用于需簡便制冷的場合，如外出郊游時，對飲料和食品的保鮮、制冷。該實驗 主要是通過觀察NaSO

3、4 1020, NH4NO3, (NH4)2SO4混合后的制冷效果以及添加 NaHSO昆合后的制冷效果,從而進行比擬。3. 固體汽水由于液體汽水運輸昂貴， 攜帶不太方便， 因此我們根據(jù)液體汽水的配方及其 生產(chǎn)流程略微改變一下，就是將其中的加壓壓縮 C02變?yōu)榕R時釋放C02氣體。 其中實驗藥品很多跟實際生產(chǎn)中原料相同，有香精，蔗糖，檸檬酸，色素等。其 制備主要原理是將碳酸氫鈉分散在明膠溶液中， 然后烘干，接著于各種所需藥品 香精，蔗糖，檸檬酸，色素混合，飲用時取其局部，置于飲水器皿，倒入水 溶解時檸檬酸會與碳酸氫鈉反響， 進而放出C02。這樣喝起來口感和液體汽水相CHYO0H+ 3NHCO.似，

4、味道也很不錯。反響方程式如下:CH,COONa -1HO-CCOONj+ XO,申 + 3H,OICHjCOONa三、儀器、材料與試劑燒杯、天平、玻璃棒、碘量瓶、便攜式封口塑料袋蒸餾水、小蘇打、香精、蔗糖、檸檬酸、色素、固體氫氧化鈉、葡萄糖、亞甲基藍試劑、NaSO4 10H、NH4NO3、NH42SO4四、實驗內(nèi)容1. 藍色振蕩稱量2gNaOH固體，置于100mL燒杯，參加25mL蒸餾水，攪拌溶解。溶 解后繼續(xù)參加蒸餾水至50mL刻度線處。隨后往燒杯中參加已稱好的 3gC6H2Q, 攪拌溶解。然后用玻璃棒引流將其移入碘量瓶并至其 1/3處。然后向碘量瓶中緩 緩滴加10滴亞甲基藍試劑。我們發(fā)現(xiàn)開

5、始時溶液呈藍色，接著藍色逐漸消失， 變?yōu)闊o色。1劇烈搖晃錐形瓶或用玻璃管向溶液中吹氣，錐形瓶中又出現(xiàn)同原來 相似的藍顏色，過幾分鐘，藍色溶液又轉(zhuǎn)變?yōu)闊o色。如果震蕩，溶液又會出現(xiàn)藍 色，靜置后又會變?yōu)闊o色。實驗整表達象如此轉(zhuǎn)變。2待溶液靜置為無色后，往溶液中滴加 5滴酚酞試劑，溶液變紅，溶液 可以重新配置一份，先讓同學們觀察藍色，然后靜置變無色后參加酚酞觀其紅色， 接著開始以下操作輕微緩慢持續(xù)震蕩，溶液顏色依次變?yōu)樽霞t，紫色，最終變 為藍色。靜置后溶液的顏色又從藍色紫色紫紅色紅色這樣轉(zhuǎn)變。然后繼續(xù)震蕩靜置，實驗現(xiàn)象與以上相同。實驗說明：由于這個實驗過程中包含的是一種熱力學平衡，在2-3h后這個實

6、驗現(xiàn)象就會完全消失，此時已到達了極限狀態(tài)。反響實質(zhì)：亞甲基T匍萄糖藍亞甲基白02實驗現(xiàn)象：搖晃錐形瓶，溶液顏色由無色變?yōu)樗{色。靜置后溶液的顏色又從 藍色變?yōu)闊o色。滴加酚酞試劑后，溶液變紅，搖晃錐形瓶，溶液顏色依次變?yōu)樽?紅，紫色，最終變?yōu)樗{色。靜置后溶液的顏色又從藍色紫色紫紅色紅色這樣轉(zhuǎn)變?？记绊氈?稱量 NaOH 時需用燒杯，紙張要現(xiàn)稱現(xiàn)用，這樣也會產(chǎn)生潮解。其中 玻璃棒作用要充分用到，攪拌，引流。2藍色振蕩實驗參加酚酞之后由于實驗操作水準要求較高，用力搖晃程 度的掌控能力需要很強， 這樣顏色的變化才可以讓同學們看的明顯， 而不是剎那 間的轉(zhuǎn)變。其實此實驗在第一步現(xiàn)象觀察完畢后接著繼續(xù)做參

7、加酚酞后的震蕩實 驗，實驗現(xiàn)象比擬良好，因為此時顏色轉(zhuǎn)變較慢，相對重新配置的溶液，同學們 有更多的時間去觀察溶液顏色的轉(zhuǎn)變。 3藍色振蕩實驗過程中包含的是一種熱力學平衡，在 2 3h 后這個實驗 現(xiàn)象就完全消失，此時已到達了極限狀態(tài)。2. 便攜式“冰袋1分別稱量10g(NH4)2SO4,20gNaSO4 10HD,4NO3,研細。將其置入事先 準備好的便攜式封口塑料袋，插入溫度計，讀其溫度。然后取出溫度計，封住塑 料袋口，揉搓塑料袋， 盡量使塑料袋的的混合物混合均勻。 我們會感覺到手中塑 料袋的溫度一直在下降。揉搓一會兒后，我們再插入溫度計，讀其溫度，發(fā)現(xiàn)溫 度顯著降低。2分別稱量 10g(N

8、H4)2SO4, 24gNaSC4 10HD,4NO3,10gNaHSCh,研細。其 他操作如上。 同樣我們發(fā)現(xiàn)并帶溫度降低很明顯。 由于兩次并帶制作是由不同 學生操作， 其中時間手段不同， 很難從溫度的降低程度上看出， 究竟哪個降溫效 果好。實驗現(xiàn)象：第二種方式制冷速率更快。考前須知：冰袋制作不能使用無水碳酸鈉 ( 純減 ) 粉末，必須是含結(jié)晶水的晶體碳酸鈉或 成塊狀純堿。 可以將無水碳酸鈉粉末溶于水， 然后加熱濃縮至晶體析出， 自制晶 體碳酸鈉。3. 固體汽水g 明膠, 置于 100mL 或 50mL 燒杯中, 參加 10mL 蒸餾水, 微熱攪拌溶解。取 其中1mL ,大約5滴明膠溶液置于

9、另一小燒杯中，然后往燒杯中參加2.5gNaCO3, 攪拌，發(fā)現(xiàn)粘稠液呈糊狀。用電吹風吹干至粉末狀。然后依次參加 4gg 檸檬酸， 少量香精和色素 1/4 藥匙即可，混勻。 混勻后往燒杯中參加 50mL 水，攪拌至 溶，同時我們會發(fā)現(xiàn)溶液呈黃色，與我們平時喝的橙汁顏色類似， 色素加多顏 色將會更深以致橙色 ，同時有淡淡的清香飄出。 加多香味愈濃， 過多將會引起 反感，切記不可加多 。實驗現(xiàn)象：燒杯中制成了橙色的帶有清香味的汽水，有大量氣泡冒出?？记绊氈?1固體汽水制作過程中香精和色素不要加的過多，香精加多后味道不但 會沒有原來清香的效果， 反而會給人一種刺激的味道甚至有可能會產(chǎn)生惡心的感 覺。

10、而色素， 主要是起注色的效果， 少量1/4 藥匙足以，多了太多甚至有可能 會影響汽水的味道。 另外，由于此操作過程都在實驗室進行， 用具也是實驗室器 具，所以該汽水衛(wèi)生上不過關(guān)， 絕對不可以喝， 想喝的話同學們可以在家中居室 嘗試一下。2明膠微熱溶解時不可溫度太高，燒杯距離火焰需保持一定的距離，原 因是明膠是一種蛋白質(zhì)，高溫容易變性。五、實驗平安與實驗體會實驗平安1. 溶解固體 NaOH 時需慢慢操作，防止顆粒物或溶液迸濺而腐蝕皮膚；2. 因為實驗室衛(wèi)生條件不過關(guān)， 禁止品嘗所制得的汽水， 亦禁止將實驗室食 品級試劑帶出；3. 實驗過程，應(yīng)佩戴護目鏡和手套等防護工具。實驗體會 本實驗主要是讓學

11、生通過對固體汽水，藍色振蕩，便攜式“冰袋三個實驗 的學習，來充分體會化學實驗中的樂趣。 更加熟悉化學與生活的緊密聯(lián)系， 讓學 生覺得化學不僅有科研的味道， 更有為生活效勞的不可輕視的重大意義。 尤其是 其中的便攜式冰袋， 他可以為我們在炎夏找到一絲清涼， 讓我們的身心不在悶熱 中愁悶。便攜式冰袋是一個很實際很現(xiàn)實的生活用品， 它具有很實用的經(jīng)濟潛在 價值。而固體飲料同樣如此， 他可以讓我們身上攜帶一包固體飲料粉末， 只要在 有水的地方，隨時都可以拿出飲具，方便的爽快一把，尤其是在夏天。那的市場 價值也相當不錯。同時，教師可以在化學課堂中以趣味實驗為載體 , 來豐富課堂內(nèi)容、 形式, 使 化學課

12、堂更為活潑、生動。實驗作為化學課堂中的有效手段 , 既能給予學生直觀 感受形成深刻印象 , 又能充分調(diào)動學生學習興趣。一些“趣味實驗更是大大激 發(fā)了學生學習的熱情和探究的欲望。六、相關(guān)文獻與重點文獻綜述1 劉清勇 . 固體汽水的配制 J. 農(nóng)村百事通 ,1994,(08):30.該文獻其原理和我們本次試驗相同， 但做法稍有不同。 該文獻中固體汽水的 配制方法是：把檸檬酸在 105 度的溫度下烘 3-5 小時, 冷卻后迅速研碎過 160目 篩。把小蘇打、糖精如不夠枯燥 ,可在60度溫度下烘 2-3 小時研碎后過 160 目篩。先將糖精、 小蘇打、 檸檬酸混合拌勺 , 邊拌邊參加白糖 , 攪拌后再

13、參加檸檬 黃顏料、香猜和酒精的混合液 ,繼續(xù)攪拌 15 分鐘, 然后取出拌勻后的軟料 , 在制粒 機上過 160目篩制粒,緊接著迅速裝盤入烘房 ,逐步升溫至 60度后,再烘 2小時 左右, 冷卻后即可分袋包裝。這讓我們知道有多種方式配制汽水，更增長了學生 對化學實驗的興趣。2 王利華.固體碳酸飲料生產(chǎn)中應(yīng)解決的幾個問題 J.適用技術(shù)市場，1999 , 01： 11- 13.固體碳酸飲料主要成分為檸檬酸和碳酸氫鈉 , 兩者在水中可反響放出二氧化 碳, 因此也可稱之為固體汽水。 也有的用“汽水晶等商品名 , 假設(shè)調(diào)成可樂口味 也可稱之為固體可樂等。在此我們暫且統(tǒng)稱為固體汽水。 與市場上充 CO2

14、生產(chǎn) 的常規(guī)瓶裝汽水相比 , 固體汽水具有攜帶方便、保存期長、口味可調(diào)、經(jīng)濟實惠 等優(yōu)勢,固體汽水的銷售本應(yīng)該逐年遞增。 然而實際情況卻相反 , 其最主要的原因 是廠家生產(chǎn)的固體汽水本身存在嚴重缺陷， 該文獻為了解決這個問題， 進行了探 究實驗，這讓學生知道了化學對于實際生活生產(chǎn)中的重要性， 讓學生學習到了利 用化學知識去解決生活中的實際問題。3 詹漢英，雷建金.藍色振蕩趣味實驗J.中學化學教學參考，2000,(1-2):103. 該實驗的現(xiàn)象是基于堿性葡萄糖復原亞甲基藍的速率與空氣氧化亞甲基藍復原產(chǎn)物的速率不等而形成的。 實驗起始， 過量的堿性葡萄糖把亞甲基藍由藍色 復原為無色， 這時如果劇

15、烈搖晃瓶子， 空氣中的氧氣又把無色的亞甲基藍的復原 產(chǎn)物氧化回藍色的亞甲基藍， 藍色又重現(xiàn)出來， 而后溶液中過量的葡萄糖又將藍 色亞甲基藍復原為無色。如此反復，實驗?zāi)軐掖沃貜汀＿@個實驗非常有趣，并且 在討論化學動力學時作為演示實驗經(jīng)常出示。 這個趣味實驗會引發(fā)學生對化學的 興趣，開始探討研究化學。4 熊言林，王闖.藍瓶子實驗最正確反響條件的探究 J.化學教學,2022,(10):16-18 本文主要從亞甲藍溶液的反響溫度、氫氧化鈉的最正確用量個方面對該實驗最正確反響條件進行了探究。 在一定的溫度范圍內(nèi)， 且其他反響條件相同的情 況下，隨著反響溫度的升高，反響速度加快，褪色時間縮短；在其它反響條

16、件相 同的情況下，隨著氫氧化鈉的用量的增加，反響速度加快，褪色時間縮短。該文 獻讓我們知道了化學反響中如何去選擇最正確條件。5 楊曉，丁偉.不需要NaOH的“藍瓶子實驗J.教學儀器與實驗，2022, 05： 14-15.我們的化學實驗不僅要增強其趣味性 , 還應(yīng)關(guān)注實驗的“經(jīng)濟環(huán)保性 ,考 慮反響物的本錢與反響的污染度。 所以該文獻對“藍瓶子實驗進行了適當?shù)母?良,選取維生素C代替葡萄糖。亞甲基藍(藍色)被維生素C復原為亞甲基白(無 色。在Cu2+的催化作用下，亞甲基白無色被溶液中的氧氣氧化，重新轉(zhuǎn)化為亞 甲基藍 藍色 。在溶液中維生素 C 或氧氣被耗盡前 , 溶液會在藍色與無色之間反 復變化。這鼓勵了學生去尋找更多的方法去完成一個化學實驗， 鼓勵了學生做實 驗的積極性。6 張燕，韓金根 . “藍瓶子實驗拓展 J. 化學教與學， 2022，10：61,63. 該文獻用堿性藏花紅或酸性靛藍替代 “藍瓶子"實驗中的氧