趣味实验报告

实验5 趣味实验
一、实验目的
掌握趣味实验的操作技能和演示方法。

二、实验原理
1.蓝色振荡
亚甲基蓝又名次甲基蓝，是一种指示剂。

在氧化态时为蓝色，还原态时为无色。

在碱性条件下，葡萄糖将蓝色的亚甲基蓝还原成无色的亚甲基白。

当瓶子被振荡时，空气中的氧气又将还原态的亚甲基白氧化成氧化态的亚甲基蓝。

所以，溶液由无色又变为蓝色。

如果滴加酚酞试剂的话，我们会发现颜色变化为红色与紫色。

原因是当溶液在碱性条件下时，滴加酚酞试剂后溶液显红色。

所以：当葡萄糖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；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。

2.化学冰袋
几种特殊的铵盐如硝酸铵、硫酸铵等，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几种盐而制冷，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。

3.固体汽水
由于液体汽水运输昂贵，携带不太方便，因此我们将汽水中加压压缩CO 2变为临时释放CO 2 。

碳酸氢钠俗称小苏打，遇到酸性物质（如醋酸，柠檬酸等）就会产生大量二氧化碳气体。

因此固体汽水的制备原理就是是在碳酸氢钠外层包一层明胶，与柠檬酸隔绝，再加些香精、色素、白砂糖等添加剂。

明胶遇水溶解即可让碳酸氢钠和柠檬酸发生反应产生二氧化碳气体，所以饮用时用水冲一下便可，喝起来口感和液体汽水相似，味道也很不错。

反应方程式：
22375637863CO +O 3H +Na O H C =3NaHCO +O H C
三、实验药品试剂
碘量瓶、烧杯、NaOH 固体、葡萄糖、亚甲基蓝溶液、酚酞、软质塑料袋、托盘天平、药匙、十水硫酸钠、硫酸铵、硫酸氢钠、硝酸铵、量筒、玻璃棒、滴管、酒精灯、三角架、电吹风、明胶、碳酸氢钠、无水柠檬酸、蔗糖、柠檬黄
四、实验步骤
1.蓝色振荡
烧杯中加2.5gNaOH ，用120mL 蒸馏水溶解，溶解之后向烧杯中加入3.4g 葡萄糖，用玻璃棒搅拌溶解；
将上述的溶液移入碘量瓶中，加0.5mL 亚甲基蓝溶液，盖上瓶塞，振荡溶液后变蓝，静置碘量瓶片刻，可观察到溶液由蓝色变为无色的现象。

再振荡碘量瓶，溶液变蓝，静置溶液又变为无色，若反复进行这样的操作，现象相同。

实验现象：溶液由蓝色变为无色的现象。

再振荡碘量瓶，溶液变蓝，静置溶液又变为无色，若反复进行这样的操作，现象相同。

反应实质： 亚甲基蓝 亚甲基白
加入酚酞，操作和上面相同，会发现溶液在红色和紫色之间反复。

注意：这是一种热力学平衡, 在2 h ～ 3 h 后这个实验现象就完全消失, 此时已达到了极限状态。

2.化学冰袋
在托盘天平上称取12十水硫酸钠，10g 硫酸氢钠，10g 硫酸铵和6.25g 硝酸铵，将其混合于一软塑料袋中。

对其进行揉搓。

实验现象：揉搓后，感觉温度明显下降。

反应本质：铵盐溶解在结晶水中吸热。

3.固体汽水
（1）配制明胶溶液：用托盘天平称取0.1g 的明胶酒精灯加热溶于10mL 水中；
（2）给NaHCO 3加一层明胶：取2.5g NaHCO 3放入研钵中研碎，转移至小烧杯中，向其加入1mL 已配好的明胶溶液，搅拌均匀，并用电吹风将其吹干。

（3）称取4g 柠檬酸，4g 蔗糖，少许柠檬黄与上述固体在研钵中混合均匀，将其转移到大烧杯中，加水即可发现溶液中有大量的气体冒出，溶液显黄色，此气体就是二氧化碳气体，显黄色是因为色素为柠檬黄，此溶液就是简单的碳酸饮料。

实验现象：溶液中有大量的气体冒出，溶液显黄色。

反应本质： 22375637863CO +O 3H +Na O H C =3NaHCO +O H C
柠檬黄的颜色为黄色，所以溶液显黄色。

五、实验注意事项
1.在蓝色振荡实验中，NaOH 的用量太多，可能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。

O 2 OH - 葡萄糖
2.在做固体饮料实验制明胶溶液时，加热溶解，要使溶液不沸腾，加快搅拌，以防其受热变质。

制作过程中香精和色素不要加的过多，香精加多后味道不但会没有原来清香的效果，反而会给人一种刺激的味道甚至有可能会产生恶心的感觉。

而色素，主要是起注色的效果，少量（1/4药匙足以），多了太多甚至有可能会影响汽水的味道。

3.在做便携式化学冰袋实验中，加入硫酸氢钠和不加硫酸氢钠的区别在于制冷速率前者快，后者较慢。

4.蓝色振荡实验在溶液变为蓝色的时候加入酚酞较好，更能引起同学的好奇心，酚酞遇碱性溶液应该变红，而此处变为紫色。

六、相关文献及重点文献综述
“蓝色振荡”实验又叫“蓝瓶子实验”，本实验中看到的颜色变化是由于亚甲蓝进行可逆的氧化还原反应的缘故[1]。

实验中起催化作用的是-
OH的浓
OH，-
度对实验结果影响很大[2]。

该实验除具有普通实验的一般教学功能外，还具易唤起学生求知的好奇心，激发学生的学习兴趣；启迪学生思维，培养学生问题意识；便于深化，有利于培养学生分析问题和解决等功能。

除了葡萄糖外，其它右旋糖如果糖、木糖、半乳糖、甘露糖等也具有还原性，也能产生类似的颜色（蓝色或暗绿色或紫色）变化现象也可以用含葡萄糖或果糖丰富的葡萄汁、西瓜汁、苹果汁等水果汁或蜂蜜做“蓝瓶子”实验[3]。

蓝瓶子实验中，要重复再现氧化态的颜色，需定期的打开塞子，使氧气进入[4]。

当瓶子中的葡萄糖和氧气都用光了，溶液最终会变为无色。

化学冰袋的制备以水为溶剂存在两方面的问题:第一，盐在水中的溶解速度很快，温度会骤然下降，致冷时间不长；第二,水和盐同时保存在一个塑料袋的两端，挤压后水易渗漏发生反应。

因此用含结晶水的盐代替水是必要的。

每一种盐在水中的溶解度是有限的，为了充分利用十水硫酸钠提供的结晶水，采用两种盐的混合物更为合理。

[5]
七、参考文献
[1]熊言林. 一个激趣启思的化学实验设计——亚甲基蓝反复变色的实验[J]. 化学教育, 2001,(02)
[2] 王兴高. 中学化学中“蓝瓶子”实验的探究性实验教学[J]. 黔西南民族师范高等专科学校学报, 2007,(04)
[3] 任有良, 张国春, 周春生. “蓝瓶子”实验的教学功能及改进[J]. 商洛师范专科学校学报, 2005,(02)
[4]Walter R. Vandaveer IV and Mel Mosher J. Chem. Educ., 1997, 74 (4), p 402
[5] 崔中敏. 化学冰袋的研制[J]. 上海化工, 1996,(06)。