酸和堿的運(yùn)用在食品加工實(shí)驗(yàn)和生活中運(yùn)用得十分廣泛,對(duì)酸堿的認(rèn)識(shí)需要經(jīng)歷從宏觀到微觀、從定性到定量、從靜止孤立到動(dòng)態(tài)發(fā)展的過程。此文以初步認(rèn)識(shí)到酸、堿在日常生活中的存在,以及簡(jiǎn)單區(qū)分酸和堿,并初步建立酸、堿的概念為主,創(chuàng)新地將酸堿度(pH 值)的知識(shí)提前到酸堿指示劑的版塊來實(shí)驗(yàn),能夠體會(huì)到從定性到定量的過程,增強(qiáng)對(duì)酸、堿的理解。
在對(duì)鹽酸、稀硫酸的酸性和氫氧化鈣的堿性有了一定的認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上,比如鹽酸或稀硫酸都能與活潑金屬反應(yīng)生成氫氣,實(shí)驗(yàn)室使用稀鹽酸和大理石制取氧氣,也對(duì)日常生活中常見的酸堿有一定的生活常識(shí)的認(rèn)知,比如檸檬、食醋的酸性,肥皂、洗滌劑的堿性等。除了具備一定的動(dòng)手能力、閱讀提取重要知識(shí)的能力,也需要有實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力,實(shí)驗(yàn)條理性以及操作能力,將實(shí)驗(yàn)融入生產(chǎn)與生活中去。
1.簡(jiǎn)單認(rèn)識(shí)生活中的酸和堿,了解酸堿指示劑的指示作用。2.初步掌握酸堿指示劑的指示作用。3.認(rèn)識(shí)酸堿度的表示方法,初步了解pH 試紙檢驗(yàn)生活中酸堿性的方法。
1.初步運(yùn)用酸堿指示劑的顏色變化,掌握識(shí)別生活中常見物質(zhì)酸堿性的方法。2.通過實(shí)驗(yàn)探究,觀察、分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,體會(huì)科學(xué)探究和科學(xué)實(shí)驗(yàn)的方法。3.初步運(yùn)用比較、分類、歸納和概括等方法對(duì)閱讀獲得和實(shí)驗(yàn)獲得的信息進(jìn)行加工。
通過紫薯水的顏色變化,以及對(duì)生活中常見物質(zhì)的酸、堿性的判定,體會(huì)酸、堿在生活中的表現(xiàn),增強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)的興趣。
實(shí)驗(yàn)一:探究紫薯水變藍(lán)與變紅的原因
[問題1]紫薯是紫色的,但是使用自來水煮的紫薯粥卻呈現(xiàn)藍(lán)色,為什么自來水煮的紫薯水會(huì)變藍(lán)?原因就是自來水呈弱堿性,遇到紫薯之后會(huì)呈現(xiàn)出藍(lán)色,而純凈水呈中性,所以沒有明顯變化。
[問題2]當(dāng)把酸黃瓜放到紫薯粥上時(shí),又發(fā)現(xiàn)與酸黃瓜接觸的紫薯粥變紅了,這又是為什么呢?原因是酸黃瓜呈酸性,遇到紫薯時(shí)會(huì)呈現(xiàn)出紅色。
[實(shí)驗(yàn)1]在純凈水煮制的紫薯水中加入“堿水”觀察顏色變化(變藍(lán)),并記錄下來。
[實(shí)驗(yàn)2]在純凈水煮制的紫薯水中加入酸,觀察顏色變化(變紅),并記錄下來。
通過查閱資料得知,原來紫薯中含有大量的花青素?;ㄇ嗨厥且环N廣泛存在于植物中的水溶性天然色素,水果、蔬菜、花卉等五顏六色的顏色大部分與它有關(guān),它可以隨著溶液的酸堿度不同而改變顏色。如何利用紫色食物來發(fā)現(xiàn)和了解身邊的酸堿指示劑,我對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生了濃厚的興趣,并設(shè)計(jì)了對(duì)比實(shí)驗(yàn),分別在紫薯水中加入家庭常用調(diào)味劑,探究紫薯水的顏色變化。
準(zhǔn)備好工具和材料后,我首先進(jìn)行第一組對(duì)比實(shí)驗(yàn):觀察不同方法煮的紫薯玉米粥溶液顏色變化,測(cè)量酸堿性變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn),紫薯和玉米的加入順序不同,煮粥過程的顏色變化不同,酸堿性也有變化。
看到這個(gè)奇怪的現(xiàn)象,我又突發(fā)奇想,如果加入不同屬性的調(diào)味劑會(huì)是一個(gè)什么結(jié)果。于是分別采取了家里的酸堿調(diào)味劑,進(jìn)行第二組實(shí)驗(yàn):在紫薯水添加不同調(diào)味劑后觀察顏色變化,并測(cè)量溶液酸堿性變化。
在實(shí)驗(yàn)過程中,測(cè)溶液酸堿性都是用pH 試紙,測(cè)出的pH 值是整數(shù),無法看出溶液pH 值的細(xì)微變化。帶著實(shí)驗(yàn)過程中的各個(gè)階段的溶液,查閱資料并請(qǐng)求老師指導(dǎo)。老師對(duì)我進(jìn)行了專業(yè)性的指導(dǎo),并指導(dǎo)我用pH 計(jì)測(cè)量出溶液的pH 值,這樣精確到小數(shù)點(diǎn)后兩位,觀察溶液pH值的細(xì)微變化。
通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了紫薯變色主要是由于酸堿性及溫度的變化,家庭常用調(diào)味劑有一定的酸堿性,其中的花青素在遇熱時(shí)變?yōu)樗{(lán)色,變藍(lán)之后的花青素遇中性物質(zhì)不變色,遇酸變?yōu)榧t色,遇堿變?yōu)榫G色。紫薯是一種身邊易得的天然酸堿指示劑,變色之后的紫薯無毒,仍可食用。
實(shí)驗(yàn)意圖說明:通過自己閱讀材料,提取有用信息,并通過自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn),認(rèn)識(shí)到紫薯水遇酸變紅。該實(shí)驗(yàn)活動(dòng)有助于認(rèn)識(shí)紫薯水的酸堿指示作用,為后面的實(shí)驗(yàn)做鋪墊。
實(shí)驗(yàn)二:實(shí)驗(yàn)確定實(shí)驗(yàn)室常用指示劑石蕊、酚酞在酸、堿條件下的變色情況
紫薯水在遇到酸和堿時(shí)可以發(fā)生不同的顏色變化,在實(shí)驗(yàn)室里也有同樣的試劑,在遇到酸或堿時(shí)會(huì)發(fā)生顏色變化,并以此來確定物質(zhì)的酸堿性,這類物質(zhì)我們叫它酸堿指示劑,我們常見的酸堿指示劑有兩種:石蕊和酚酞。
下面分組確定兩種指示劑遇酸堿的顏色變化。
[實(shí)驗(yàn)1]分別確定石蕊、酚酞指示劑遇酸遇堿的顏色變化。并記錄到學(xué)案上。
實(shí)驗(yàn)意圖說明:通過動(dòng)手實(shí)驗(yàn),得出紫色石蕊遇酸變紅,遇堿變藍(lán),無色酚酞遇酸不變色,遇堿變藍(lán)的重要結(jié)論。
實(shí)驗(yàn)三:學(xué)以致用,使用實(shí)驗(yàn)室常用指示劑測(cè)定生活中幾種常見物質(zhì)的酸堿性。加強(qiáng)對(duì)物質(zhì)酸堿性的理解,為后面常見的酸和堿打下基礎(chǔ)。
分別準(zhǔn)備好肥皂水、蘋果汁、蘇打水、洗發(fā)液、沐浴液五種生活中常見物質(zhì)的水溶液,使用實(shí)驗(yàn)盒進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)。
[實(shí)驗(yàn)1]使用無色酚酞試液和紫色石蕊試液,測(cè)試生活中物質(zhì)的酸堿性。并準(zhǔn)確記錄下來。
實(shí)驗(yàn)意圖說明:學(xué)以致用,鞏固加深對(duì)酸堿指示劑指示作用的理解。
實(shí)驗(yàn)四:使用pH 試紙測(cè)定生活中常見物質(zhì)的酸堿度。
自然引出酸堿度(pH 值)的概念和意義,進(jìn)而講解pH 試紙,并進(jìn)行展示實(shí)驗(yàn),展示pH 試紙的正確使用方法。
觀看演示實(shí)驗(yàn),記錄,內(nèi)化酸堿度pH 值得概念,認(rèn)識(shí)pH 試紙。
[實(shí)驗(yàn)1]使用pH 試紙測(cè)定生活中常見物質(zhì)的溶液pH值,并記錄下來。
實(shí)驗(yàn)意圖說明:復(fù)習(xí)酸堿指示劑的指示作用,自己動(dòng)手測(cè)定生活中常見物質(zhì)的pH 值,增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?,加?qiáng)對(duì)pH 值與物質(zhì)酸、堿性之間的聯(lián)系。
通過實(shí)驗(yàn)循序漸進(jìn)地培養(yǎng)出獨(dú)立思考的能力,充分發(fā)揮主觀能動(dòng)性,以實(shí)驗(yàn)為重要手段,充分展現(xiàn)出食品加工中解決問題的能力。從生活中現(xiàn)象紫薯粥變藍(lán)引入,在這實(shí)驗(yàn)過程中,培養(yǎng)了觀察能力與語言表達(dá)能力,實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)了動(dòng)手能力。接下來以酸、堿遇到紫薯水發(fā)生顏色變化承接到實(shí)驗(yàn)室中的酸堿指示劑:紫色石蕊和無色酚酞遇到酸、堿的顏色變化,這部分意在培養(yǎng)自主得到新知識(shí)的能力。接下來的探究實(shí)驗(yàn),完成生活中5 種常見物質(zhì)的酸堿性的判別,從生活中來到生活中去,學(xué)以致用,鞏固經(jīng)驗(yàn)。
本實(shí)驗(yàn)還創(chuàng)新的將酸堿度(pH 值)的知識(shí)與酸堿指示劑結(jié)合,在測(cè)得幾種物質(zhì)的酸堿性后,自然提出:“三種物質(zhì)都為酸性,那么哪種物質(zhì)更酸,或者說酸性更強(qiáng)呢?”引出pH 值的知識(shí)。隨后又繼續(xù)引入實(shí)驗(yàn),從而掌握pH 試紙的使用。
以問題線進(jìn)行串接,從生活中自來水煮出的紫薯粥為什么呈現(xiàn)藍(lán)色出發(fā),以自來水煮的呈現(xiàn)藍(lán)色的紫薯粥是否可以正常食用為結(jié)尾,首尾呼應(yīng)。知識(shí)點(diǎn)的引出自然流暢,從生活中的酸堿指示劑到實(shí)驗(yàn)室的酸堿指示劑到自己動(dòng)手測(cè)定生活中常見物質(zhì)的酸堿性,進(jìn)而提出同樣是酸性的三種生活中常見物質(zhì)酸性強(qiáng)弱的判定引出酸堿度(pH 值)得概念,酣暢淋漓,難度不大,但是十分有時(shí)效性。
比如在開始的引入環(huán)節(jié),提出用自來水煮的紫薯粥呈現(xiàn)藍(lán)色的問題,并沒有直接說明原因,而是通過閱讀材料自己去從文字中提取信息,并得出紫薯粥變藍(lán)是因?yàn)樽詠硭袎A性物質(zhì)的原因。事實(shí)證明,完全可以自己得到答案。再比如,在實(shí)驗(yàn)室的酸堿指示劑石蕊、酚酞遇到酸堿的顏色變化時(shí),通過自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)最終得到石蕊遇酸變紅、遇堿變藍(lán),酚酞遇酸不變色、遇堿變紅的正確結(jié)論。實(shí)驗(yàn)充分表現(xiàn)了“從生活中來到生活中去”這句話。以生活中的酸堿指示劑為引,到利用酸堿指示劑檢測(cè)生活中常見物質(zhì)的酸堿性,再到使用pH 試紙定量地確定生活中常見物質(zhì)的酸堿度,與生活緊密相連,既趣味十足又記憶深刻。