在煮烂了一锅汤圆后,我们发现了制作变色药水的方法

作者: 小白 & 阿佩 & 公子

来源: 中科院物理所

发布日期: 2024-02-24 12:49:34

通过煮紫薯汤圆时的意外发现,利用紫薯馅制作了一个关于酸碱指示剂的小实验,展示了花青素在不同pH值条件下的颜色变化。

今天是正月十五元宵节,祝大家元宵节快乐~ 不知道大家有没有吃汤圆/元宵呢?小编今天吃的是紫薯馅的汤圆哦~ 可是在煮汤圆的时候不小心煮久了,好多汤圆都漏了馅!于是整锅水都变成了有点恐怖的紫色!不过小编想,就在厨房用这锅紫薯水,完全可以给大家做一个有趣的小实验,快来看看吧~

实验器材:白醋,小苏打,紫薯汤圆(或紫甘蓝、黑枸杞),玻璃杯、所标杯

实验步骤:第一步:取少量紫薯汤圆的紫薯馅于水中,搅拌均匀,得到淡紫色的溶液(如果用紫甘蓝可以把紫甘蓝榨汁后用水稀释),分别放入三个玻璃杯中。第二步:向一杯溶液中加入少量白醋,发现溶液迅速变为红色。第三步:向另一杯溶液中加入小半勺小苏打,轻轻搅拌。发现溶液迅速变为蓝绿色。第四步:调整加入的白醋/小苏打的量,多试几次,可以得到不同的颜色哦~ 也可以试试先加白醋再加小苏打,观察颜色变化。

原理解说:看到这里,中学化学里关于酸碱指示剂的知识是不是开始复活了? 石蕊应该是课本里最早提到的酸碱指示剂了,小编当年好奇过石蕊具体是什么,为什么会变色呢? 石蕊是从地衣植物中提取得到的蓝色色素,作为弱的有机酸,会随pH值的变化产生不同程度的电离,即共轭结构的改变,由于溶液酸碱性的不同,显现的颜色是种不同程度的叠加。

具体来说,酸性溶液里,分子是主要存在形式,pH越小越不易电离,因此pH≤4.5时溶液呈红色;随pH增大,平衡右移,电离趋势增大,碱性溶液里,电离产生的酸根离子为主要形式,因此pH≥8.3时溶液呈蓝色。不难想象,其他植物中也有类似的色素,比如我们实验中用到的紫薯、紫甘蓝、黑枸杞中就含有大量的花青素。花青素是许多类植物细胞(液泡)里的一类水溶性色素通称,有红色、蓝色、紫色、黑色等各种各样的颜色。

花青素因为结构上带有裸露羟基,在不同pH值条件下不稳定,分子中也存在高度分子共轭体系。pH值改变后的结构改变会导致共轭结构的打破或重组,从而导致花青素的吸收光谱发生变化。此颜色会随pH值变化而变化,一般来说大致在pH<7呈红色,pH=7~8时呈紫色,pH>11时呈蓝色。花青素在植物的花、果实、叶、茎、根里都有分布。植物中主要呈色物质都与花青素有关。

也正是在细胞液泡不同pH作用下显现不同颜色,才构成这个缤纷的自然植物世界。另外,我们有时候煮紫薯粥或者炒紫甘蓝会发现汤变成蓝色,这也是非常正常的现象,因为日常生活用水的水质不同,有些水的水质偏硬呈弱碱性,或者加入了一些有碱性的物质(比如碱地大米),这样就会让汤自然变成蓝色啦。

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