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趣味实验三则：蓝色振荡、冰袋与固体汽水41307041 韩*（2013级化学13* 第*小组）一、实验教学目标 1.了解并掌握本实验趣味实验的原理及其操作； 2.尝试并熟练各仪器的操作以及其中各种技能手段的的运用；3.试着去发现问题并体会其种种乐趣，感受化学与生活的密切联系。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，C6H12O6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C6H12O6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C6H12O6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.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（C6H8O7），色素等。其制备主要原理是将NaHCO3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，C6H8O7，色素）混合，饮用时取其部分，置于饮水器皿，明胶和NaHCO3溶解，快速与C6H8O7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：3NaHCO3+C6H8O7 C6H5O7Na3+3H2O+3CO23. 便携式化学“冰袋 NH4NO3、NH4Cl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)2 SO4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。三、实验仪器及药品实验名称仪器药品蓝色振荡碘量瓶、100ml烧杯、天平、玻璃棒、量筒NaOH固体、葡萄糖（C6H12O6）、亚甲基蓝固体汽水小烧杯、酒精灯、玻璃棒、天平、研钵、电吹风、量筒明胶、NaHCO3固体、香精，蔗糖，柠檬酸（C6H8O7），柠檬黄色素化学冰袋天平、便携式封口塑料袋NaSO410H2O、NH4NO3、(NH4)2 SO4 、NaHSO4四实验操作和步骤1.蓝色振荡 配制溶液：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（100ml）。然后向碘量瓶中缓缓滴加10滴亚甲基蓝试剂。实验过程：我们发现开始时溶液呈蓝色，接着蓝色逐渐消失，变为无色，并形成斑纹结构。 （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蓝颜色，过几分钟，蓝色溶液又转变为无色。如果振荡，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）轻微缓慢持续振荡，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。然后继续振荡静置，实验现象与以上相同。实验说明：蓝色振荡实验过程中包含的是一种热力学平衡，在2-3h后这个实验现象就完全消失，此时已达到极限状态。OH- 葡萄糖O2反应实质：亚甲基蓝 亚甲基白注意事项：.称量NaOH时需用烧杯，纸张要现称现用，这样也会产生潮解。当然由于此实验主要是要一个碱性环境，所以此影响在此实验中可以忽略。其中玻璃棒作用要充分用到，搅拌，引流。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察溶液颜色的转变。2.固体汽水制备明胶溶液：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。产气剂制备：取上述明胶溶液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。固体汽水制备：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50mLH2O，搅拌至溶，同时我们会发现溶液呈黄色，与我们平时喝的橙剂颜色类似，（色素加多颜色将会更深以致橙色），还有明显的气泡冒出，同时有淡淡的清香飘出。现象解释：3NaHCO3+C6H8O7 C6H5O7Na3+3H2O+3CO2注意事项：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。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。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。3.便携式“冰袋”（1）分别称量10g(NH4)2SO4,24gNaSO410H2O,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，研细。其他操作如上。同样我们发现并带温度降低很明显。实验结果：我们发现加入NaHSO4的冰袋温度较低一些。注意事项：冰袋制作不能使用无水Na2CO3(纯减)粉末，必须是含结晶水的晶体Na2CO3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。读取温度，在温度下降前后由一个同学来度比较好，这样人为主观误差将会小一点。五、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，（8）：30.2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. 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）：103.4熊言林，王闯.蓝瓶子实验最佳反应条件J.化学教学，2010，（10）：16-18.5杨晓，丁伟.不需要NaOH的“蓝瓶子”实验J.教学仪器与实验，2012，（05）：14-15.6张燕，韩金根.“蓝瓶子”实验拓展J.化学教与学，2012，（10）：61，63.7张洪友.化学冰袋的制作工艺J.专业户，1998，（06）：45.文献综述及评价：1.文献中建议蓝色振荡实验在投影下进行教学演示效果更佳。对于蓝瓶子实验为获得理想的实验效果，还从亚甲蓝溶液的反应温度NaOH的最佳用量2个方面对该实验最佳反应条件进行了探究。并对此实验做了一些拓展探究，通过更换还原剂,使用维生素C代替葡萄糖,该反应无需在碱性条件下进行,精简了步骤,并减少了物料投入,使得该实验更绿色,更具有操作性。 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2.文献中还提出：随着冰箱的普及,在家自配自饮有望成为夏令生活的新潮流之一,固体汽水的销售应该逐年递增。然而实际情况却相反,因销售不畅,1993年至今,武汉市场已难觅固体汽水踪迹。仔细分析,除广告宣传不力等原因外,最主要的原因是厂家生产的固体汽水本身存在严重缺陷：味道不佳，且使用存在安全隐患。六、实验安全与实验体会1.实验安全实验过程需佩戴护目镜和手套；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。溶解固体NaOH时需慢慢操作，以防止颗粒物或溶液迸溅出腐蚀皮肤。2.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