实验五、趣味实验三则：蓝色振荡、冰袋与固体汽水

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：①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；②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③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NaSO4·10H2O,NH4NO3,(NH4)2SO4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、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、NaSO4·10H2O、NH4NO3、(NH4)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：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,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]