王文佳 李建
紫甘蓝俗称紫包菜,是生活中常见的一种蔬菜。当我们将紫甘蓝的叶片剥下来切丝时,紫甘蓝的汁液会将我们的手指染成紫色。当我们做“凉拌紫甘蓝”这道菜时,在加入食盐腌制几分钟后,会看到紫甘蓝的汁液变成蓝色。而加入食醋后,原本紫色的紫甘蓝变成了鲜艳的粉红色。
为什么会出现这些神奇的变色现象?让我们一起通过制作简易紫甘蓝pH试纸来探究其中的奥秘吧!
一、实验准备
食用紫甘蓝1个、75%医用酒精、水彩纸、料理机(或榨汁机)、剪刀、加热杯垫、透明塑料杯、长柄塑料勺、胶头滴管、白瓷盘。
1 mol/L H2SO4、3.50 g/100 mL米醋、雪碧、NaCl溶液、厨房油污清洁剂、洗衣粉水溶液、Na2CO3水溶液、1 mol/L NaOH溶液。
二、制作步骤
1.取几片新鲜的紫甘蓝叶片,剪碎,放入料理机的料理杯。将100 mL75%的医用酒精倒入另一个料理杯,再加入100 mL的水摇匀,将稀释后的酒精倒入装有紫甘蓝碎片的料理杯。
2.接通料理机的电源,将紫甘蓝榨汁。榨完汁后,将料理杯取下,放在加热杯垫上加热(加热温度设为55 ℃),如图1所示。一边加热一边用长柄塑料勺搅拌。
3.取一个透明塑料杯,将纱布套在杯口,用橡皮筋扎紧,将紫甘蓝悬浊液用长柄塑料勺引流倒在纱布上,过滤得到紫甘蓝汁液,如图2所示。
4.取一个白瓷盘,将水彩纸剪成合适的大小放在白瓷盘中,倒入紫甘蓝汁液,使水彩纸浸泡在紫甘蓝汁液中,如图3所示。
5.取出浸泡好的水彩纸,晾干,剪成1 cm×6 cm的纸条,如图4所示,简易紫甘蓝pH试纸就做好了。
三、实验探究
1.探究加入不同溶液后紫甘蓝pH试纸的变色情况
用洁净的胶头滴管吸取少许1 mol/LH2SO4、3.50 g/100 mL米醋、雪碧、NaCl溶液、厨房油污清洁剂、洗衣粉水溶液、Na2CO3水溶液、1 mol/LNaOH溶液(編号为①②③④⑤⑥⑦⑧),分别滴在紫甘蓝pH试纸与标准pH试纸上,如图5所示。记录紫甘蓝pH试纸呈现的颜色与测得的溶液pH值。
向透明塑料杯中依次倒入上述①~⑧的溶液,并依次滴加10滴左右的紫甘蓝汁液,观察溶液变色的情况。结果发现,利用紫甘蓝汁液可以清晰地判断溶液的酸碱度。
2.制作紫甘蓝pH试纸的标准比色卡
用“颜色提取”App拍摄加入了紫甘蓝汁液后的NaOH溶液的照片,并提取颜色,记录RGB数据,在电脑中对该溶液对应pH值的颜色区域进行填色。以此类推,对其他几种溶液对应pH值的颜色区域进行填色,即可制作紫甘蓝pH试纸的标准比色卡,如表1所示。
将制作的紫甘蓝pH试纸用于溶液酸碱性的检测,效果与标准pH试纸相当。
四、原理分析
紫甘蓝汁液中的色素由多种花色苷组成,花色苷是花色素与糖以糖苷键结合而成的一类化合物,广泛存在于植物的花、果实、茎、叶和根等器官的细胞液中,它的化学结构随pH值的变化而发生相应变化,使其呈现红、粉红、蓝、绿、黄等不同的颜色,是一种重要的水溶性天然色素。
紫甘蓝色素的性质比较稳定,其颜色随溶液酸碱性的改变而发生鲜明的变化,并能准确地指示酸碱滴定终点,因此可作为一种天然的酸碱指示剂。[本文为重庆市九龙坡区教育科学“十三五”规划2020年度重点课题“核心素养视域下高中跨学科项目式深度学习的研究”(课题批准号:JL2020-03)部分研究成果]