葡萄糖缓慢氧化的数字化实验研究

钱勇

1实验目的

缓慢氧化是一个不易察觉的过程，本实验设计可用于缓慢氧化概念的教学，使得缓慢氧化过程中不易察觉的变化快速的呈现给刚接触化学的9年级学生，帮助学生理解化学变化的实质；也可用于“营养素”的教学中用于增加学生对化学学习的兴趣。本文中笔者借助数字传感仪，结合生命活动中最重要的一个缓慢氧化反应——呼吸作用，进行了实验设计。

2实验原理

反应原理：C₆H₁₂O₆+6O₂——6CO₂+6H₂O。借助数字化实验，利用O₂和CO₂浓度传感仪，测量装置中反应前后O₂、CO₂的浓度差值，可以很清楚的发现O₂浓度降低，CO₂浓度迅速增加，从而得出C₆H₁₂O₆在酵母菌的作用下和O₂反应生成了CO₂。这样也可以使学生从量变的角度对化学反应是否发生进行判断。

3实验仪器和药品

O₂和CO₂浓度传感仪，三口烧瓶（250mL），空气泵，鲜酵母，50%C₆H₁₂O₆溶液。

4实验装置图

实验装置图如图1所示。

5实验过程

（1）酵母菌的培养：取鲜酵母0.5g放入30～45℃100mL蒸馏水中约15min。

（2）接通O₂和CO₂浓度传感仪，校准电脑平台。

（3）在三口烧瓶中加入20mL培养液，4支20mL 50%C₆H₁₂O₆溶液，100mL 30～45℃蒸馏水，连接装置。

（4）先不开空气泵反应30s；开空气泵反应一段时间后，记录数据。实验数据如图2所示。

6数据分析

通过对比可以发现：在持续通空气的情况下，氧气含量缓慢降低，二氧化碳含量明显升高；停止通空气时，没有外来氧氣的补充，氧气含量快速降低而二氧化碳浓度持平。说明C₆H₁₂O₆在酵母菌的作用下可以快速和O₂反应生成CO₂。

7实验结论及反思

C₆H₁₂O₆和O₂在酵母菌的作用下快速反应生成CO₂。

该实验的成功之处在于数据变化的明显，这样可以使学生在刚开始接触初中化学的时候，能够从质变和量变的角度来认识化学反应。