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趣味化学实验的研究开发 409070522009级化学（一）班 第四实验小组 电话 一、实验原理1.蓝色振荡亚甲基蓝是一种暗绿色晶体，溶于水和乙醇，亚甲基蓝的水溶液呈蓝色，在碱性条件下，蓝色亚甲基蓝很容易被葡萄糖还原为无色亚甲基白。振荡此无色溶液时，溶液与空气接触面积增大，溶液中氧气溶解量就增多，氧气把亚甲基白氧化为亚甲基蓝，溶液又呈蓝色。可以表示为：亚甲基蓝溶液（蓝色） 亚甲基白溶液（无色）亚甲基蓝结构式： 2.便携式化学冰袋无机盐溶于水包括两个步骤:1.溶质分子的扩散过程；2.溶质分子的溶剂化过程；物质溶解后，溶液的温度是升高还是降低，要看这两个过程哪一个占主导地位，当吸收的热量大于放出的热量，溶液的温度将降低；当吸收的热量小于放出的热量时，溶液的温度将升高。本实验中溶质为铵盐，溶剂为Na2SO410H2O中的H2O，铵盐溶解为吸热反应。3.固体汽水固体汽水与液体汽水所不同的是：液体汽水中的CO2一般是通过加压的方法使其溶解在水中；而固体汽水中的CO2是借助于原料中的碱性物质小苏打（NaHCO3），与可食用的有机酸柠檬酸反应而产生的。但是酸和碱混放在一起极易发生作用，因此，为了提高贮藏的稳定性，通常是先将小苏打用天然胶进行包结，使其在固态是不与固态的柠檬酸反应；当放入水中，由于天然胶的溶解，便可与酸反应，缓慢释放CO2出来。反应方程式如下： CH2COOH CH2COONa 3NaHCO3 + HO CCOOH HO CCOONa + 3CO2 +3H2O CH2COOH CH2COONa二、实验操作过程与实验现象1.蓝色振荡（1）配制溶液：称取2.5gNaOH固体和3.4g葡萄糖，配成120mL溶液于碘量瓶中，滴加0.5mL亚甲基蓝乙醇溶液，摇匀；（2）反应过程：开始时溶液呈蓝色，静置蓝色逐渐消失，变为无色；剧烈摇晃碘量瓶（或者用玻璃管向溶液中吹起），可以看见溶液又变成蓝色；由于这个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.便携式化学冰袋（1）物质称取：称取12g Na2SO410H2O、10g(NH4)2SO4、10g NaHSO4和12.5g NH4NO3置于一个软质塑料袋中，混匀，即得化学冰袋；（2）反应过程：使用时，用手揉合，使物料充分接触，即可发挥制冷作；探究得实验中Na2SO410H2O提供溶剂水；(NH4)2SO4、NH4NO3溶解吸收大量的热，起到冷却的作用；添加NaHSO4可以延长冷却时间。3.固体汽水（1）制备明胶溶液：称取0.1g 明胶，置于盛有10mL水的小烧杯中，使其充分膨胀。然后微火加热（不能是溶液沸腾，防止明胶变质），使其溶解，再冷却至室温，即得明胶溶液；（2）处理碱：在盛有2.5g NaHCO3的小烧杯中，加入1mL明胶溶液，充分搅拌混合后，用电吹风吹干；（3）固体汽水的制备：将上述经明胶处理后的NaHCO3放入研钵中，再加入4g柠檬酸、蔗糖、微量柠檬黄色素和少量食用香精，充分混合均匀后，即可制得固体汽水。（4）取少量制好的固体汽水放入水中，可得到冒着气泡的橙黄色汽水。 三、实验应注意的事项1.蓝色振荡（1） NaOH的用量太多或水浴加热的水温太高会导致葡萄糖在强碱性条件下形成双键在不同位置的烯醇式和碳键断裂分解为醛，醛又聚合生成树脂状物质，最终溶液变黄失效。（2）亚甲基蓝溶液不可以滴加的过多，这样被还原所用的时间会增加并且被还原所需要的葡萄糖的量也会增加，会导致实验现象不明显。2.便携式化学冰袋如若长期贮存化学冰袋，可将Na2SO410H2O和(NH4)2SO4、NaHSO4、NH4NO3三种盐分别装于两个软质塑料袋中。使用时，再将两袋物料混合，即可发挥制冷效果。3.固体汽水（1）处理碱时，加入的明胶溶液不易过多，否则会不容易干燥；（2）加热明胶溶液时，温度不易过高，明胶是蛋白质，温度过高会导致明胶变质。四、相关文献与重点文献综述蓝色振荡实验的改进。操作步骤如下：1.在250 mL 锥形瓶中，依次放入2g NaOH、100mL 蒸馏水、2g 葡萄糖，待固体溶解后，再加入23滴1%的亚甲基蓝溶液，并振荡锥形瓶，混合液呈现蓝色。静置一会儿，混合液蓝色消失，再次振荡，无色混合液又呈蓝色，放置后蓝色又消失。2.取一支注射器，排尽空气后，插入锥形瓶中抽吸约30mL 的无色混合液。然后将针头扎入一小胶塞中封闭（内无气泡），强烈振荡注射器，混合液不变色。3.拔去针头上的胶塞，推进活塞，将注射器内的混合液排除约10mL 于一只干净的小烧杯中。然后将针头插入封闭的氢气瓶中吸满氢气，并速用小胶塞封闭。强烈振荡注射器，混合液不变色。4.拔去针头上的胶塞，推进活塞，将注射器内的氢气排出约5mL；然后将针头插入封闭的氧气瓶中吸入5mL的氧气，并速用小胶塞封闭。强烈的振荡注射器，混合液立即呈现蓝色。静置片刻后，其混合液又呈现无色。重复上述操作数次，实验现象相同。1改进后的优点：装置简单，操作方便，现象明显。实验用品不仅少，而且利用了废弃物。方法设计循序渐进，层层深入，有利于学生思维层次、兴趣层次的培养和提高。发热是临床病人最常出现的症状。除针对发热原因进行处理外，还需要辅助降温手段的参与，如物理降温。常见的物理降温方法是用橡胶冰袋冷敷，一般是先制冰，再装入橡胶袋中，然后夹紧袋口，手续繁杂且常常因橡胶封闭不严而造成渗漏，污染病人床单。随着化工技术的发展，化学冰袋在临床工作中的应用越来越普及，用化学冰袋降温方便、快捷。化学冰袋较普通冰袋有多种优点。化学冰袋以化工原料为内充物，重量轻，不影响局部血液供应；包装为软质塑料袋，经高温密封袋口，不易破裂造成溢漏，更不会污染病人床单及衣物，使用方便简单、价格低廉，易被病人接受，而且能减轻护士的劳动强