化学教学中研究性学习的探索_自制植物酸碱指示剂及其变色范围的测试.docxVIP

Ξ化学教学中研究性学习的探索———自制植物酸碱指示剂及其变色范围的测试罗先平,陶鹂,冯华荣(华中师范大学化学学院,武汉430079)摘要:酸碱指示剂一般是弱的有机酸或有机碱,其共轭酸碱具有不同的结构,且颜色不同。当溶液的pH改变时,共轭酸碱相互发生转变,从而引起溶液的颜色发生改变。本文利用植物花、茎、叶、根或果实自制酸碱指示剂并测其变色范围,来进行研究性学习。关键词:酸碱指示剂;植物色素;变色范围;测试中图分类号:G632.0文献标识码:A在基础教育新一轮的课程改革中,科学探究或研究性学习作为课程改革的突破口,改变着传统的教学方式。义务教育阶段或高中教育阶段中的科学探究或研究性学习,是学生积极主动地获取化学知识,认识和解决化学问题的重要实践活动,是一种重要的学习方式,也是化学课程的重要内容。化学是以实验为基础的科学。通过以实验为主的多种探究活动,使学生体验科学研究的过程,激发学习兴趣,强化探究意识,促使学习方式的转变,培养创新精神和实践能力。基于以上的指导思想,我们选择了《自制植物酸碱指示剂及其变色范围的测试》这个课题进行研究,以此达到激发学生兴趣,促进学习方式转变的目的。1.实验目的(1)通过研究性实验,了解植物色素的变色原理;(2)探究植物指示剂的制取和学习测试其变色范围的简易方法;(3)通过研究性实验学习,使学生体验实验过程,学习科学的研究方法。2.实验原理植物色素中有庞大的共轭体系或共轭双键结构,在酸或碱溶液的作用下发生共轭结构的改变而变色,其变色原理[1]如下页结构图所示。3.实验试剂、仪器与原料3.1实验试剂1mol/L的氢氧化钠溶液、1mol/L氨水溶液、1mol/L乙酸、1mol/L盐酸、pH试纸、甲醛溶液、无水乙醇、硫粉。3.2实验仪器研钵、胶头滴管、漏斗、滤纸、纱布、量筒、容量瓶、玻璃棒、点滴板、三角烧瓶、燃烧匙、试剂瓶。收稿日期:2004-03-09Ξ35高等函授学报(自然科学版)JournalofHigherCorrespondenceEducation(NaturalSciences)第17卷第4期2004年8月Vol.17No.4August2004变色原理结构图3.3实验原料红玫瑰、大月季、杜鹃花、油菜花、玉兰花、日本晚樱花、迎春花、鸢尾、红康乃馨、红萝卜、含笑、金鱼草、三色堇、茄子皮、红非洲菊花等。4.实验过程4.1配置标准的pH=1～14溶液取洁净的试剂瓶14个,依次贴上1～14字样的标签,放在实验台上,然后用容量瓶根据下表配置标准的pH=1～14的溶液,混合均匀后装入到相应的试剂瓶中备用,配制溶液方法[2]如下表:表1pH=1～14溶液系列的配制量取所需溶液的毫升数(浓度均为1mol/L)NH3·H2OCH3COOHH2O1819.818.8NaOHHCl20.2混合液的pH值12341.217.42.67.812.2536高等函授学报(自然科学版)JournalofHigherCorrespondenceEducation(NaturalSciences)第17卷第4期2004年8月Vol.17No.4August20049.810.2106789101112131010.212.217.41.29.87.82.618.819.8180.2220144.2自制植物酸碱指示剂将某些新鲜的植物的花瓣、叶片、果皮等用清水洗净,再放入研钵中,用研杵把它捣烂,加入酒精1～2ml(应视花瓣等植物的数量而定),按制取浓溶液的要求浸泡10分钟左右,再捣几次,使其溶解,再加蒸馏水2ml稀释,最后用洁净的纱布包裹挤出汁液。如果汁液比较浑浊,则用漏斗过滤,除去残渣,直到澄清为止,此时澄清溶液即可代用指示剂3。4.3植物酸碱指示剂变色范围的测试(1)植物酸碱指示剂可行性的测试每次实验时,采取1～3种植物花、茎、叶、根或果实分别按上述方法制取植物指示剂。然后在白色的点滴板的孔穴中分别滴入一些稀盐酸(pH=2),稀的氢氧化钠(pH=12)溶液,然后分别滴入三滴已制成的植物色素指示剂的酒精溶液,观察其变色情况,并与第三支试管中的原色进行比较,测出原汁的pH值,作好记录,得出结论:遇酸、碱溶液变色明显的做指示剂可行性好,反之则不行。再选取变色情况明显、可行性好的植物进行下一轮试验。记录结果如下表所示:表2植物酸碱指示剂可行性的测试名称颜色汁液原色和pH值加酸加碱结论红玫瑰大月季杜鹃花油菜花玉兰花日本晚樱花迎春花红萝卜鸢尾红康乃馨含笑金鱼草三色堇茄子皮红非洲菊红色白色火红色黄色白色粉红黄色红色兰紫色大红色白中带紫红色黄褐色紫色红色深红(pH=5)深黄色(pH=5)朱红色(pH=4)黄色(pH=5)棕黄(pH=5)肉红色(pH=5)淡黄色(pH=5)紫红色(pH=5)深兰色(pH=6)暗红色(pH=5)黄色(pH=5)血红色