河北省霸州市第八中學(xué) 楊海燕
九年級學(xué)生小明觀察到媽媽做菜時用到了紫蘿卜(如圖1),切開紫蘿卜后流出了紫色汁液,而涼拌紫蘿卜絲兒時放入少量白醋,紫蘿卜汁又變紅了。小明非常好奇,紫蘿卜汁遇到其他溶液會變色嗎?他把紫蘿卜切成丁搗碎,擠出其中的蘿卜汁,在四個一次性塑料杯中分別加入少量白醋、食鹽水、小蘇打水和爐具清潔劑,然后向四個杯子中分別滴加紫蘿卜汁。向白醋中滴加紫蘿卜汁后溶液變?yōu)榧t色,向食鹽水中滴加紫蘿卜汁后溶液仍為紫色,向小蘇打水中滴加紫蘿卜汁后溶液變?yōu)榫G色,向爐具清潔劑中滴加紫蘿卜汁后溶液變?yōu)辄S色(如圖2)。
根據(jù)化學(xué)課上學(xué)到的知識,小明知道,白醋中含有醋酸顯酸性;食鹽水呈中性;“小蘇打”是碳酸氫鈉的俗稱,它的水溶液呈弱堿性;爐具清潔劑中含有氫氧化鈉,它的溶液顯強(qiáng)堿性。根據(jù)實驗現(xiàn)象,小明得出結(jié)論:紫蘿卜汁在不同酸堿性的溶液中顯示不同的顏色,可作酸堿指示劑。
他又找來家中的潔廁劑、肥皂水、白糖水和洗衣粉水,并分別滴入紫蘿卜汁,觀察到向潔廁劑中滴入紫蘿卜汁,溶液變紅了,說明潔廁劑呈酸性;向白糖水中滴入紫蘿卜汁,溶液不變色,說明白糖水呈中性;向肥皂水和洗衣粉水中滴入紫蘿卜汁,溶液變?yōu)榫G色,說明肥皂水和洗衣粉水呈弱堿性。
小明向植物油中滴加紫蘿卜汁,觀察到滴入的紫蘿卜汁收縮成圓球狀懸浮在植物油中,搖動杯子,球狀的紫蘿卜汁液滴迅速沉到杯子底部,且仍為紫色,油浮在上面(如圖3),故小明判斷紫蘿卜汁中含有的色素能溶于水,但不溶于油。清洗杯子時他向杯中加入了水,發(fā)現(xiàn)下面的水變成紫色,油浮在上面,還有細(xì)小的紫蘿卜汁液滴呈球狀懸浮在油和水中間(如圖4),小明對這個現(xiàn)象感到很是好奇。
他又取了一個杯子,在杯子中加入半杯水,上面又加入了約半厘米厚的植物油,發(fā)現(xiàn)油和水分層,向杯子中慢慢滴入紫蘿卜汁,紫蘿卜汁收縮成球形,浮在油和水中間。紫蘿卜汁為什么不下沉呢?通過思考小明知道,紫蘿卜汁的密度介于油和水之間,由于表面張力的作用,它收縮成球形。怎么才能讓球狀的紫蘿卜汁液滴緩慢下沉呢?小明想到食鹽水的密度比水大,于是他向紫蘿卜汁上方的植物油表面撒了少量的固體食鹽,觀察到球形的紫蘿卜汁液滴上分離出一個小液滴并沉到水底,緊接著紫蘿卜汁下沉到水底,像一條紫色的彩帶在水中劃過,非常漂亮。因為食鹽溶于紫蘿卜汁中需要時間,所以紫蘿卜汁形成的液滴下沉比搖動杯子時要慢,更便于觀察現(xiàn)象。
圖1
圖2
圖3
圖4
紫蘿卜汁中含水量高下沉比較快,小明覺得用含水量低的色素代替紫蘿卜汁現(xiàn)象應(yīng)該更明顯,于是他想用自己手中的紅色中性筆進(jìn)行新的實驗。他在一個杯子中加入水,水上面加入了半厘米厚的食用油,拔掉紅色中性筆芯的筆尖兒,向杯子中用嘴輕輕吹出一小滴紅色的色素,杯中立刻出現(xiàn)一個紅色的小圓球停留在油和水中間。小明把食鹽撒在植物油的表面,發(fā)現(xiàn)紅球慢慢變大了,然后一絲紅色慢慢向水下擴(kuò)散,像紅色的細(xì)絲帶慢慢纏繞舞動著下沉,如同一個畫家在作畫,擴(kuò)散得如此美麗。(如圖5)
為什么會出現(xiàn)這樣的現(xiàn)象呢?這是因為中性筆中的紅色素能溶于水而不溶于油,它的密度介于油和水之間,由于表面張力的作用收縮成球形,懸浮在油和水中間;由于其中水的含量比紫色蘿卜汁中少,撒入食鹽固體時,食鹽固體慢慢溶解在色素里的水中,紅色素液滴的密度逐漸增大,會一點(diǎn)點(diǎn)地向水中擴(kuò)散;由于食鹽溶于水需要時間,所以紅色素向水中擴(kuò)散得很慢,現(xiàn)象更明顯。
如果讓溶有紅色素的水逆行到油中,一定很有趣。油的密度比水小,怎么讓溶有色素的水逆行呢?小明看到了旁邊的VC 泡騰片,他把半片VC泡騰片放入水中,泡騰片溶于水,放出大量的氣泡,氣泡吹動著紅色的水進(jìn)入油中,收縮成球狀,然后下沉。下面的氣泡不斷地把紅色的水吹到上層的油中,紅色的浪花翻滾,非常漂亮(如圖6)。這是因為VC泡騰片中含有碳酸氫鈉和維生素C,維生素C 是一種固體酸,在水中能和碳酸氫鈉反應(yīng)生成二氧化碳?xì)怏w,產(chǎn)生大量的氣泡,氣體把溶有色素的水滴吹到油中,在油中收縮成球狀,然后下沉,形成翻滾的浪花。
實驗后小明用思維導(dǎo)圖記錄了自己的探究過程,理清了自己的思維過程、實驗過程、現(xiàn)象及結(jié)論,總結(jié)出實驗涉及的知識。利用實驗探究的方法解決生活中遇到的問題,使他體驗到了探究的快樂,加深了對化學(xué)知識的理解,感受到化學(xué)與生活密切相關(guān)。在探究中產(chǎn)生靈感,讓思維更活躍,小明覺得探究的過程很享受。
圖5
圖6
化學(xué)知識蘊(yùn)含在生產(chǎn)生活當(dāng)中,仔細(xì)觀察,動手實驗,不但能體驗探究的樂趣,還會有很多意外的收獲。從生活中的現(xiàn)象入手,運(yùn)用實驗探究的方法學(xué)習(xí)化學(xué)知識,提高能力。運(yùn)用化學(xué)知識,解釋生活中的現(xiàn)象,鞏固知識,加深對知識的理解。用思維導(dǎo)圖簡單明了地記錄實驗探究的過程,更加明確實驗探究的步驟,及時記錄實驗過程中美妙的實驗現(xiàn)象。小明善于觀察、勤于探究、大膽創(chuàng)新、學(xué)以致用、及時總結(jié)的學(xué)習(xí)方法值得我們學(xué)習(xí)。