1、趣味实验三则：蓝色振荡、冰袋与固体汽水一、实验教学目标了解并掌握本实验趣味实验的原理及其操作。熟练各仪器的操作以及其中各种技能手段的的运用，试着去发现问题并体会其种种乐趣，感受我们的化学生活，生活化学。二、实验原理 1. 蓝色振荡 亚甲基蓝的水溶液呈蓝色，在碱性条件下，葡萄糖可把它还原为无色，搅拌条件下空气会把无色产物（亚甲基白）氧化为蓝色，蓝色又被还原为无色，如此反应，实验能多次重复。如果有酚酞试剂滴加的话，我们会发现颜色变化中还会多了红色与紫色。原因是当溶液在碱性条件下时，滴加酚酞试剂滴加后溶液显红色。所以：当葡萄糖可把亚甲基蓝还原为无色时，由于溶液显强碱性，此时溶液呈红色；搅拌或略微震荡
2、条件下空气会把部分无色产物氧化为蓝色，由于紫色与蓝色相混，由于颜色的混合效应，我们将看到此时溶液显紫色剧烈震荡后，将会有更多的无色产物被氧化为蓝色的亚甲基蓝，这时由于蓝色过深，将会遮掩酚酞的红色，结果我们将会看到溶液呈蓝色。2. 便携式化学“冰袋”硝酸铵、氯化铵等铵盐，溶于水时具有强烈吸热降温的性质，它们还可以从与其相接触的晶体盐中夺取结晶水而溶解吸热，利用这种性质，可以通过简单地混合两种或两种以上的盐而制冷，制成化学“冰袋” 。该种便携式“冰袋”可应用于需简便制冷的场合，如外出郊游时，对饮料和食品的保鲜、制冷。该实验主要是通过观察 NaSO410H2O, NH4NO3, (NH4)2SO4
3、混合后的制冷效果以及添加 NaHSO4混合后的制冷效果,从而进行比较。3. 固体汽水 由于液体汽水运输昂贵，携带不太方便，因此我们根据液体汽水的配方及其 生产 流程 略微 改变 一下，就是将其中的加压压缩 CO2 变为临时释放 CO2 气体。其中实验药品很多跟实际生产中原料相同，有香精，蔗糖，柠檬酸，色素等。其制备主要原理是将碳酸氢钠分散在明胶溶液中，然后烘干，接着于各种所需药品（香精，蔗糖，柠檬酸，色素）混合，饮用时取其部分，置于饮水器皿，倒入水溶解时柠檬酸会与碳酸氢钠反应，进而放出 CO2。这样喝起来口感和液体汽水相似， 味道也很不错。反应方程式如下：三、仪器、材料与试剂烧杯、天平、玻璃棒
4、、碘量瓶、便携式封口塑料袋蒸馏水、小苏打、香精、蔗糖、柠檬酸、色素、固体氢氧化钠、葡萄糖、亚甲基蓝试剂、NaSO 410H2O、NH 4NO3、(NH 4)2SO4四、实验内容1. 蓝色振荡 称量 2gNaOH 固体，置于 100mL 烧杯，加入 25mL 蒸馏水，搅拌溶解。溶解后继续加入蒸馏水至 50mL 刻度线处。随后往烧杯中加入已称好的3gC6H12O6，搅拌溶解。然后用玻璃棒引流将其移入碘量瓶并至其 1/3 处。然后向碘量瓶中缓缓滴加10 滴亚甲基蓝试剂。我们发现开始时溶液呈蓝色，接着蓝色逐渐消失，变为无色。 （1）剧烈摇晃锥形瓶（或用玻璃管向溶液中吹气） ，锥形瓶中又出现同原来相似的
5、蓝颜色，过几分钟，蓝色溶液又转变为无色。如果震荡，溶液又会出现蓝色，静置后又会变为无色。实验整体现象如此转变。 （2）待溶液静置为无色后，往溶液中滴加 5 滴酚酞试剂，溶液变红， （溶液可以重新配置一份，先让同学们观察蓝色，然后静置变无色后加入酚酞观其红色，接着开始以下操作）轻微缓慢持续震荡，溶液颜色依次变为紫红，紫色，最终变为蓝色。静置后溶液的颜色又从蓝色紫色紫红色红色这样转变。然后继续震荡静置，实验现象与以上相同。实验说明：由于这个实验过程中包含的是一种热力学平衡，在 2-3h 后这个实验现象就会完全消失，此时已达到了极限状态。反应实质：OH- 葡萄糖O2亚甲基 蓝亚甲基白实验现象：摇晃锥
6、形瓶，溶液颜色由无色变为蓝色。静置后溶液的颜色又从蓝色变为无色。滴加酚酞试剂后，溶液变红，摇晃锥形瓶，溶液颜色依次变为紫红，紫色，最终变为蓝色。静置后溶液的颜色又从蓝色紫色紫红色红色这样转变。注意事项：（1）称量 NaOH 时需用烧杯，纸张要现称现用，这样也会产生潮解。其中玻璃棒作用要充分用到，搅拌，引流。（2）蓝色振荡实验加入酚酞之后由于实验操作水准要求较高，用力摇晃程度的掌控能力需要很强，这样颜色的变化才可以让同学们看的明显，而不是刹那间的转变。其实此实验在第一步现象观察完毕后接着继续做加入酚酞后的震荡实验，实验现象比较良好，因为此时颜色转变较慢，相对重新配置的溶液，同学们有更多的时间去观
7、察溶液颜色的转变。（3）蓝色振荡实验过程中包含的是一种热力学平衡，在 23h 后这个实验现象就完全消失，此时已达到了极限状态。2. 便携式“冰袋” （1）分别称量 10g(NH4)2SO4,20gNaSO410H2O,12.5gNH4NO3, 研细。将其置入事先准备好的便携式封口塑料袋，插入温度计，读其温度。然后取出温度计，封住塑料袋口，揉搓塑料袋，尽量使塑料袋的的混合物混合均匀。我们会感觉到手中塑料袋的温度一直在下降。揉搓一会儿后，我们再插入温度计，读其温度，发现温度显著降低。 （2）分别称量 10g(NH4)2SO4, 24gNaSO410H2O,12.5gNH4NO3,10gNaHSO4
8、，研细。其他操作如上。同样我们发现并带温度降低很明显。 由于两次并带制作是由不同学生操作，其中时间手段不同，很难从温度的降低程度上看出，究竟哪个降温效果好。实验现象：第二种方式制冷速率更快。注意事项：冰袋制作不能使用无水碳酸钠(纯减)粉末，必须是含结晶水的晶体碳酸钠或成块状纯碱。可以将无水碳酸钠粉末溶于水，然后加热浓缩至晶体析出，自制晶体碳酸钠。3. 固体汽水 称量 0.1g 明胶,置于 100mL 或 50mL 烧杯中,加入 10mL 蒸馏水,微热搅拌溶解。取其中 1mL，大约 5 滴明胶溶液置于另一小烧杯中，然后往烧杯中加入2.5gNaCO3,。搅拌，发现粘稠液呈糊状。用电吹风吹干至粉末状
9、。然后依次加入 4g 蔗糖，4.5g 柠檬酸，少量香精和色素（1/4 药匙即可） ，混匀。混匀后往烧杯中加入 50mL 水，搅拌至溶，同时我们会发现溶液呈黄色，与我们平时喝的橙汁颜色类似， （色素加多颜色将会更深以致橙色） ，同时有淡淡的清香飘出。（加多香味愈浓，过多将会引起反感，切记不可加多） 。实验现象：烧杯中制成了橙色的带有清香味的汽水，有大量气泡冒出。注意事项：（1）固体汽水制作过程中香精和色素不要加的过多，香精加多后味道不但会没有原来清香的效果，反而会给人一种刺激的味道甚至有可能会产生恶心的感觉。而色素，主要是起注色的效果，少量（1/4 药匙足以） ，多了太多甚至有可能会影响汽水的味
10、道。另外，由于此操作过程都在实验室进行，用具也是实验室器具，所以该汽水卫生上不过关，绝对不可以喝，想喝的话同学们可以在家中居室尝试一下。 （2）明胶微热溶解时不可温度太高，烧杯距离火焰需保持一定的距离，原因是明胶是一种蛋白质，高温容易变性。五、实验安全与实验体会实验安全1.溶解固体 NaOH 时需慢慢操作，避免颗粒物或溶液迸溅而腐蚀皮肤；2.因为实验室卫生条件不过关，禁止品尝所制得的汽水，亦禁止将实验室食品级试剂带出；3.实验过程，应佩戴护目镜和手套等防护工具。实验体会本实验主要是让学生通过对固体汽水，蓝色振荡，便携式“冰袋”三个实验的学习，来充分体会化学实验中的乐趣。更加熟悉化学与生活的紧密
11、联系，让学生觉得化学不仅有科研的味道，更有为生活服务的不可轻视的重大意义。尤其是其中的便携式冰袋，他可以为我们在炎夏找到一丝清凉，让我们的身心不在闷热中愁闷。便携式冰袋是一个很实际很现实的生活用品，它具有很实用的经济潜在价值。而固体饮料同样如此，他可以让我们身上携带一包固体饮料粉末，只要在有水的地方，随时都可以拿出饮具，方便的爽快一把，尤其是在夏天。那的市场价值也相当不错。同时，教师可以在化学课堂中以趣味实验为载体,来丰富课堂内容、形式,使化学课堂更为活泼、生动。实验作为化学课堂中的有效手段,既能给予学生直观感受形成深刻印象,又能充分调动学生学习兴趣。一些“趣味”实验更是大大激发了学生学习的热
12、情和探究的欲望。六、相关文献与重点文献综述1刘清勇. 固体汽水的配制J.农村百事通,1994,(08):30. 该文献其原理和我们本次试验相同，但做法稍有不同。该文献中固体汽水的配制方法是：把柠檬酸在 105 度的温度下烘 3-5 小时,冷却后迅速研碎过 160目筛。把小苏打、糖精（如不够干燥,可在 60 度温度下烘 2-3 小时）研碎后过160 目筛。先将糖精、小苏打、柠檬酸混合拌勺,边拌边加入白糖,搅拌后再加入柠檬黄颜料、香猜和酒精的混合液,继续搅拌 15 分钟,然后取出拌匀后的软料,在制粒机上过 160 目筛制粒,紧接着迅速装盘入烘房,逐步升温至 60 度后,再烘 2小时左右,冷却后即可
13、分袋包装。这让我们知道有多种方式配制汽水，更增长了学生对化学实验的兴趣。2王利华.固体碳酸饮料生产中应解决的几个问题J.适用技术市场， 1999， （01）：11-13.固体碳酸饮料主要成分为柠檬酸和碳酸氢钠,两者在水中可反应放出二氧化碳,因此也可称之为固体汽水。也有的用“汽水晶”等商品名,若调成可乐口味,也可称之为固体可乐等。在此我们暂且统称为固体汽水。 与市场上充 CO2 生产的常规瓶装汽水相比,固体汽水具有携带方便、保存期长、口味可调、经济实惠等优势,固体汽水的销售本应该逐年递增。然而实际情况却相反,其最主要的原因是厂家生产的固体汽水本身存在严重缺陷，该文献为了解决这个问题，进行了探究实
14、验，这让学生知道了化学对于实际生活生产中的重要性，让学生学习到了利用化学知识去解决生活中的实际问题。3詹汉英,雷建金. 蓝色振荡趣味实验J.中学化学教学参考 , 2000,(1-2):103.该实验的现象是基于碱性葡萄糖还原亚甲基蓝的速率与空气氧化亚甲基蓝还原产物的速率不等而形成的。实验起始，过量的碱性葡萄糖把亚甲基蓝由蓝色还原为无色，这时如果剧烈摇晃瓶子，空气中的氧气又把无色的亚甲基蓝的还原产物氧化回蓝色的亚甲基蓝，蓝色又重现出来，而后溶液中过量的葡萄糖又将蓝色亚甲基蓝还原为无色。如此反复，实验能多次重复。这个实验非常有趣，并且在讨论化学动力学时作为演示实验经常出示。这个趣味实验会引发学生对
15、化学的兴趣，开始探讨研究化学。4熊言林,王闯. 蓝瓶子实验最佳反应条件的探究J.化学教学 ,2010,(10):16-18本文主要从亚甲蓝溶液的反应温度氢氧化钠的最佳用量个方面对该实验最佳反应条件进行了探究。在一定的温度范围内，且其他反应条件相同的情况下，随着反应温度的升高，反应速度加快，褪色时间缩短；在其它反应条件相同的情况下，随着氢氧化钠的用量的增加，反应速度加快，褪色时间缩短。该文献让我们知道了化学反应中如何去选择最佳条件。5杨晓，丁伟.不需要 NaOH 的“蓝瓶子”实验J.教学仪器与实验， 2012， （05）：14-15.我们的化学实验不仅要增强其趣味性,还应关注实验的“经济环保”性
16、,考虑反应物的成本与反应的污染度。所以该文献对“蓝瓶子”实验进行了适当的改进,选取维生素 C 代替葡萄糖。亚甲基蓝(蓝色)被维生素 C 还原为亚甲基白(无色)。在 Cu2+的催化作用下 ,亚甲基白(无色)被溶液中的氧气氧化,重新转化为亚甲基蓝(蓝色)。在溶液中维生素 C 或氧气被耗尽前,溶液会在蓝色与无色之间反复变化。这鼓励了学生去寻找更多的方法去完成一个化学实验，激励了学生做实验的积极性。6张燕，韩金根.“蓝瓶子”实验拓展J.化学教与学，2012 ， （10）：61,63.该文献用碱性藏花红或酸性靛蓝替代“蓝瓶子“实验中的氧化还原型指示剂亚甲基蓝,则实验中会出现“红瓶子” 、 “绿瓶子” 、 “黄瓶子”,极具趣味性和启发性。该文献引导学生通过实验了解振荡反应,探究影响化学反应的条件并了解控制反应条件的方法,实验的趣味性往往会激发学生的探究欲望,激发了学生学习化学的兴趣。7孙洪友.化学冰袋的制作工艺J.专业户，1998， （06）： 45.该文献讲述了应如何制作冰袋，引导学生自己动手去做，通过制作与生活相关的物品激发了学生对化学的好奇心以及进一步学习化学的信念，了解化学对生活的益处，对化学科研产生浓厚兴趣。
