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介绍

你可能会喜欢蔓越莓酱, 但如果你吃过真正的蔓越莓, 你可能会惊讶于它的味道完全没有果酱和果干那么甜!生的蔓越莓和蔓越莓汁尝起来非常酸, 但如果把他们与其他材料(如橘子皮和糖)混合将会变得十分美味。

蔓越莓是酸性的,类似柠檬或酸橙。 酸性食物的味道通常是酸的, 所以它可以在用餐时用于开胃 但我们很少会单独吃它。 (你能想象吃下一整个柠檬的感觉吗!)除了酸性, 蔓越莓还含有一种特殊的 变色色素,我们可以用它来检测某物的酸碱性。 在这次活动中我们会用蔓越莓(在这种情况下, 会使用蔓越莓汁)的两个化学反应来识别酸碱。 你们知道把蔓越莓制成果酱后量会变少吧?

第 1 段(可获 2.08 积分)

背景

如果你把柠檬汁涂在伤口,会感觉到刺痛, 然后你就会了解到一些关于酸的东西。 你可能会知道什么是中性, 当你洗手的时候,你用的香皂就是中性的。 大多数液体都是酸或碱, 但有些液体的酸碱度会强于其他。 柠檬汁会让你的伤口感到刺痛是因为它有酸性。 但其他一些的强酸可以溶解木材和金属。 信不信由你,你胃里的酸(帮助你消化食物)是一种强酸。 如果你把你的胃酸滴在一块木头上, 木头会被腐蚀!

第 2 段(可获 1.64 积分)

测量液体的酸性或碱性, 我们使用会使用pH指标。这个标准把液体的酸碱度分为0到14, 0是最强的酸而14是最强的碱。 我们可以通过测试它与其他事物的反应来确定它的酸性或碱性。 为此,我们经常使用pH指标, 它们在酸或碱中会呈现不同的颜色。

蔓越莓非常特殊,因为它含有天然色素花青素,而花青素可作为pH指示剂, 可以根据环境的pH值改变颜色。 在这次实验中我们将使用蔓越莓的这个特殊能力,观察化学反应和在碱性或酸性中pH指示剂的颜色变化。

第 3 段(可获 1.59 积分)

材料

  • 三杯纯的蔓越莓汁(不是蔓越莓汁鸡尾酒)
  • 小苏打
  • 柠檬汁(四汤匙,约两个柠檬, 鲜榨效果最佳)
  • 四个干净的玻璃杯或塑料杯
  • 一个大的塑料或玻璃材质的干净的碗或焙盘(使用大的玻璃烤盘效果更佳)
  • 量匙(汤匙)
  • 量杯(一杯大小)
  • 一个不会渗漏(包括蔓越莓汁)的平坦的料理台

准备工作

  • 使用量杯盛出三成的蔓越莓汁。
  • 再用量杯盛出四成的清水。
  • 如果使用鲜榨柠檬汁(推荐), 把榨出的柠檬汁倒在一个杯子或碗里。
  • 把三杯果汁一起放在一个大盘子里,左边的杯子为1号, 中间的为2号,右边的为3号,盛有水的杯子暂时放在一边。
第 4 段(可获 2.24 积分)

操作步骤

  • 用量匙盛两汤匙柠檬汁放进1号杯。 比较1号杯和2号杯(没有柠檬汁)中蔓越莓汁 的颜色。 你观察到1号杯中的液体颜色有什么不同吗? 当你加入柠檬汁后它是否有发生变化? 如果有的话,柠檬汁使颜色变得更淡还是更深?
  • 现在把1号杯放在一边。
  • 用你的量匙盛一汤匙的苏打粉倒入3号杯(最右边)。 当小苏打与蔓越莓汁混合会发生什么呢? 你看到了什么?听到了什么? 杯子里发生了什么?蔓越莓汁变多还是变少了?
  • 让反应持续至少两分钟。 当没有更多的泡沫出现后, 观察3号杯的底层, 与2号杯进行对比。 你观察到3号杯中的液体颜色有什么不同吗? 它是更深、更浅还是和2号杯一样? 3号杯中的蔓越莓汁还剩多少? 与2号杯相比是更多还是更少? 你认为是什么原因导致了3号杯中的变化?
  • 将1号杯放回到盘子中,将三个杯子按顺序排好, 比较每个杯子的液体的颜色和体积。 哪个杯子和其他的杯子相比最不一样? 是什么导致了这些不同?
  • 冲洗掉量匙上的小苏打残留, 然后用它盛两汤匙柠檬汁加入3号杯 当你把柠檬汁加入3号杯时发生了什么? 你是否注意到与添加小苏打相比反应有所不同? 这种反应有何不同? 它们是一样的吗?
  • 让反应持续大约两分钟, 直到没有更多的泡沫出现。 添加柠檬汁后,3号杯有变化吗? 如果有,是什么变化?你认为是什么导致了这些变化?
  • 用你的量匙盛两汤匙的苏打水放进水杯里。 观察添加小苏打时会发生什么。 在水里你观察到了什么? 有什么变化吗?这告诉了你关于蔓越莓汁和小苏打的什么反应? 小苏打总是会把液体变为泡沫, 还是只会作用于某些特定的液体?
  • 额外步骤: 如果你有足够的蔓越莓汁和柠檬汁, 尝试把小苏打添加到并排放置的两杯蔓越莓汁中, 当反应完成后, 在其中一个杯子中添加柠檬汁, 比较两杯蔓越莓汁的颜色和体积以及泡沫的外观。 这两个杯子里的液体有什么不同?
  • 额外步骤: 尝试在一杯蔓越莓汁中加入两汤匙柠檬汁, 再加入小苏打, 反应会有什么变化?
  • 额外步骤: 尝试增加你添加的小苏打的量 (一定要把这个放在你的盘子里,这样就不会弄乱!) 添加更多的小苏打会使反应发生得更快吗? 会使产生的泡沫的量更多吗?
  • 额外步骤: 在成年人的协助下,尝试把一杯蔓越莓汁放入微波炉加热一分钟 使它变温(但不热),将小苏打加入温的果汁中, 果汁的温度会改变反应吗?
第 5 段(可获 7.33 积分)

观察结果

你可能已经注意到,当加入柠檬汁或小苏打后蔓越莓汁的颜改变了。 加入小苏打会让果汁颜色变深,而加入柠檬汁让颜色变浅。 这是因为蔓越莓内含有色素—— 花青素,它可以作为pH值指示剂。 花青素的颜色变化取决于它是否与酸或碱发生反应。 在这个实验中,你认为当花青素颜色变深时,与它发生反应的是酸还是碱? 如果你认为是碱,恭喜你答对了!而在酸的反应下花青素的颜色变淡。

第 6 段(可获 1.49 积分)

当你在蔓越莓汁中加入小苏打后, 释放气体的反应发生了, 在果汁中会产生大小气泡(泡沫)。 然而当你在水杯里加入小苏打后, 并没有发生泡沫产生, 只有一些雾气。为什么小苏打在水中不能和在蔓越莓汁中发生同样的反应? 其原因在于蔓越莓汁略呈酸性,因此与小苏打的反应更明显。 小苏打是一个基础试剂,因此当它与像蔓越莓汁这类的酸接触, 就会发生反应。但当液体pH为中性, 就像水,是不会发生反应的。

第 7 段(可获 1.48 积分)

最后,您可能还注意到,3号杯中液体的体积(果汁量)在与小苏打完成反应后减少。 这是因为反应产生的泡沫是由果汁本身形成的(你可能会说这是因为泡沫与果汁本身是类似的颜色)。因此,杯子里剩下的液体少了,因为一些果汁在反应过程中变成了泡沫。

第 8 段(可获 0.86 积分)

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