紫薯酸堿指示劑的對比實驗研究

酸和堿的運(yùn)用在食品加工實驗和生活中運(yùn)用得十分廣泛，對酸堿的認(rèn)識需要經(jīng)歷從宏觀到微觀、從定性到定量、從靜止孤立到動態(tài)發(fā)展的過程。此文以初步認(rèn)識到酸、堿在日常生活中的存在，以及簡單區(qū)分酸和堿，并初步建立酸、堿的概念為主，創(chuàng)新地將酸堿度（pH 值）的知識提前到酸堿指示劑的版塊來實驗，能夠體會到從定性到定量的過程，增強(qiáng)對酸、堿的理解。

在對鹽酸、稀硫酸的酸性和氫氧化鈣的堿性有了一定的認(rèn)識的基礎(chǔ)上，比如鹽酸或稀硫酸都能與活潑金屬反應(yīng)生成氫氣，實驗室使用稀鹽酸和大理石制取氧氣，也對日常生活中常見的酸堿有一定的生活常識的認(rèn)知，比如檸檬、食醋的酸性，肥皂、洗滌劑的堿性等。除了具備一定的動手能力、閱讀提取重要知識的能力，也需要有實驗設(shè)計能力，實驗條理性以及操作能力，將實驗融入生產(chǎn)與生活中去。

目標(biāo)確定

知識與技能

1.簡單認(rèn)識生活中的酸和堿，了解酸堿指示劑的指示作用。2.初步掌握酸堿指示劑的指示作用。3.認(rèn)識酸堿度的表示方法，初步了解pH 試紙檢驗生活中酸堿性的方法。

過程與方法

1.初步運(yùn)用酸堿指示劑的顏色變化，掌握識別生活中常見物質(zhì)酸堿性的方法。2.通過實驗探究，觀察、分析實驗現(xiàn)象，體會科學(xué)探究和科學(xué)實驗的方法。3.初步運(yùn)用比較、分類、歸納和概括等方法對閱讀獲得和實驗獲得的信息進(jìn)行加工。

價值體現(xiàn)

通過紫薯水的顏色變化，以及對生活中常見物質(zhì)的酸、堿性的判定，體會酸、堿在生活中的表現(xiàn)，增強(qiáng)對實驗的興趣。

實驗設(shè)計

實驗一:探究紫薯水變藍(lán)與變紅的原因

[問題1]紫薯是紫色的，但是使用自來水煮的紫薯粥卻呈現(xiàn)藍(lán)色，為什么自來水煮的紫薯水會變藍(lán)？原因就是自來水呈弱堿性，遇到紫薯之后會呈現(xiàn)出藍(lán)色，而純凈水呈中性，所以沒有明顯變化。

[問題2]當(dāng)把酸黃瓜放到紫薯粥上時，又發(fā)現(xiàn)與酸黃瓜接觸的紫薯粥變紅了，這又是為什么呢？原因是酸黃瓜呈酸性，遇到紫薯時會呈現(xiàn)出紅色。

[實驗1]在純凈水煮制的紫薯水中加入“堿水”觀察顏色變化（變藍(lán)），并記錄下來。

[實驗2]在純凈水煮制的紫薯水中加入酸，觀察顏色變化（變紅），并記錄下來。

通過查閱資料得知，原來紫薯中含有大量的花青素。花青素是一種廣泛存在于植物中的水溶性天然色素，水果、蔬菜、花卉等五顏六色的顏色大部分與它有關(guān)，它可以隨著溶液的酸堿度不同而改變顏色。如何利用紫色食物來發(fā)現(xiàn)和了解身邊的酸堿指示劑，我對這個實驗產(chǎn)生了濃厚的興趣，并設(shè)計了對比實驗，分別在紫薯水中加入家庭常用調(diào)味劑，探究紫薯水的顏色變化。

準(zhǔn)備好工具和材料后，我首先進(jìn)行第一組對比實驗:觀察不同方法煮的紫薯玉米粥溶液顏色變化，測量酸堿性變化。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，紫薯和玉米的加入順序不同，煮粥過程的顏色變化不同，酸堿性也有變化。

看到這個奇怪的現(xiàn)象，我又突發(fā)奇想，如果加入不同屬性的調(diào)味劑會是一個什么結(jié)果。于是分別采取了家里的酸堿調(diào)味劑，進(jìn)行第二組實驗:在紫薯水添加不同調(diào)味劑后觀察顏色變化，并測量溶液酸堿性變化。

在實驗過程中，測溶液酸堿性都是用pH 試紙，測出的pH 值是整數(shù)，無法看出溶液pH 值的細(xì)微變化。帶著實驗過程中的各個階段的溶液，查閱資料并請求老師指導(dǎo)。老師對我進(jìn)行了專業(yè)性的指導(dǎo)，并指導(dǎo)我用pH 計測量出溶液的pH 值，這樣精確到小數(shù)點后兩位，觀察溶液pH值的細(xì)微變化。

通過實驗證實了紫薯變色主要是由于酸堿性及溫度的變化，家庭常用調(diào)味劑有一定的酸堿性，其中的花青素在遇熱時變?yōu)樗{(lán)色，變藍(lán)之后的花青素遇中性物質(zhì)不變色，遇酸變?yōu)榧t色，遇堿變?yōu)榫G色。紫薯是一種身邊易得的天然酸堿指示劑，變色之后的紫薯無毒，仍可食用。

實驗意圖說明:通過自己閱讀材料，提取有用信息，并通過自己動手實驗，認(rèn)識到紫薯水遇酸變紅。該實驗活動有助于認(rèn)識紫薯水的酸堿指示作用，為后面的實驗做鋪墊。

實驗二:實驗確定實驗室常用指示劑石蕊、酚酞在酸、堿條件下的變色情況

紫薯水在遇到酸和堿時可以發(fā)生不同的顏色變化，在實驗室里也有同樣的試劑，在遇到酸或堿時會發(fā)生顏色變化，并以此來確定物質(zhì)的酸堿性，這類物質(zhì)我們叫它酸堿指示劑，我們常見的酸堿指示劑有兩種:石蕊和酚酞。

下面分組確定兩種指示劑遇酸堿的顏色變化。

[實驗1]分別確定石蕊、酚酞指示劑遇酸遇堿的顏色變化。并記錄到學(xué)案上。

實驗意圖說明:通過動手實驗，得出紫色石蕊遇酸變紅，遇堿變藍(lán)，無色酚酞遇酸不變色，遇堿變藍(lán)的重要結(jié)論。

實驗三:學(xué)以致用，使用實驗室常用指示劑測定生活中幾種常見物質(zhì)的酸堿性。加強(qiáng)對物質(zhì)酸堿性的理解，為后面常見的酸和堿打下基礎(chǔ)。

分別準(zhǔn)備好肥皂水、蘋果汁、蘇打水、洗發(fā)液、沐浴液五種生活中常見物質(zhì)的水溶液，使用實驗盒進(jìn)行分組實驗。

[實驗1]使用無色酚酞試液和紫色石蕊試液，測試生活中物質(zhì)的酸堿性。并準(zhǔn)確記錄下來。

實驗意圖說明:學(xué)以致用,鞏固加深對酸堿指示劑指示作用的理解。

實驗四:使用pH 試紙測定生活中常見物質(zhì)的酸堿度。

自然引出酸堿度（pH 值）的概念和意義，進(jìn)而講解pH 試紙，并進(jìn)行展示實驗，展示pH 試紙的正確使用方法。

觀看演示實驗，記錄，內(nèi)化酸堿度pH 值得概念，認(rèn)識pH 試紙。

[實驗1]使用pH 試紙測定生活中常見物質(zhì)的溶液pH值，并記錄下來。

實驗意圖說明:復(fù)習(xí)酸堿指示劑的指示作用，自己動手測定生活中常見物質(zhì)的pH 值，增強(qiáng)實驗?zāi)芰?，加?qiáng)對pH 值與物質(zhì)酸、堿性之間的聯(lián)系。

總結(jié)與反思

通過實驗循序漸進(jìn)地培養(yǎng)出獨(dú)立思考的能力，充分發(fā)揮主觀能動性，以實驗為重要手段，充分展現(xiàn)出食品加工中解決問題的能力。從生活中現(xiàn)象紫薯粥變藍(lán)引入，在這實驗過程中，培養(yǎng)了觀察能力與語言表達(dá)能力，實驗培養(yǎng)了動手能力。接下來以酸、堿遇到紫薯水發(fā)生顏色變化承接到實驗室中的酸堿指示劑:紫色石蕊和無色酚酞遇到酸、堿的顏色變化，這部分意在培養(yǎng)自主得到新知識的能力。接下來的探究實驗，完成生活中5 種常見物質(zhì)的酸堿性的判別，從生活中來到生活中去，學(xué)以致用，鞏固經(jīng)驗。

本實驗還創(chuàng)新的將酸堿度（pH 值）的知識與酸堿指示劑結(jié)合，在測得幾種物質(zhì)的酸堿性后，自然提出:“三種物質(zhì)都為酸性，那么哪種物質(zhì)更酸，或者說酸性更強(qiáng)呢?”引出pH 值的知識。隨后又繼續(xù)引入實驗，從而掌握pH 試紙的使用。

以問題線進(jìn)行串接，從生活中自來水煮出的紫薯粥為什么呈現(xiàn)藍(lán)色出發(fā)，以自來水煮的呈現(xiàn)藍(lán)色的紫薯粥是否可以正常食用為結(jié)尾，首尾呼應(yīng)。知識點的引出自然流暢，從生活中的酸堿指示劑到實驗室的酸堿指示劑到自己動手測定生活中常見物質(zhì)的酸堿性，進(jìn)而提出同樣是酸性的三種生活中常見物質(zhì)酸性強(qiáng)弱的判定引出酸堿度（pH 值）得概念，酣暢淋漓，難度不大，但是十分有時效性。

比如在開始的引入環(huán)節(jié)，提出用自來水煮的紫薯粥呈現(xiàn)藍(lán)色的問題，并沒有直接說明原因，而是通過閱讀材料自己去從文字中提取信息，并得出紫薯粥變藍(lán)是因為自來水中堿性物質(zhì)的原因。事實證明，完全可以自己得到答案。再比如，在實驗室的酸堿指示劑石蕊、酚酞遇到酸堿的顏色變化時，通過自己動手實驗最終得到石蕊遇酸變紅、遇堿變藍(lán)，酚酞遇酸不變色、遇堿變紅的正確結(jié)論。實驗充分表現(xiàn)了“從生活中來到生活中去”這句話。以生活中的酸堿指示劑為引，到利用酸堿指示劑檢測生活中常見物質(zhì)的酸堿性，再到使用pH 試紙定量地確定生活中常見物質(zhì)的酸堿度，與生活緊密相連，既趣味十足又記憶深刻。