核心概念
化學
酸
鹼
離子
反應
引言
你知道嗎,你胃裡的胃液幾乎和檸檬汁一樣酸?幸運的是,你的胃裡有特殊的細胞作為酸的屏障,防止酸分解你的胃組織。這些細胞產生一種鹼性粘液,中和胃裡的酸。事實證明,你的胃是一個相當精密的化學實驗室!
在這個活動中,你將探索一個美味的酸鹼反應,這次使用你的嘴作為化學實驗室!
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背景
我們每天都使用酸和鹼——它們存在於我們的食物、化妝品和清潔用品中。我們已經習慣了它們,以至於很容易忘記它們有多麼有趣,以及我們日常活動在多大程度上依賴於它們產生的反應。
酸是一種能夠提供帶正電的氫離子(或質子)的化合物。如果你向水中加入酸,它會分解並透過新增氫離子使溶液更酸。酸有許多不同的強度,並且對我們的日常生活至關重要。沒有我們胃裡的酸,我們就無法消化食物!
鹼在我們的生活中也極其重要。鹼是一種能夠提供帶負電的氫氧根離子的化合物。如果你向水中加入鹼,它會分解並透過新增氫氧根離子使溶液更鹼性。
當酸和鹼結合時,會發生酸鹼反應。如果存在相同數量的氫離子和氫氧根離子,酸和鹼將相互中和,形成鹽和水。在這個活動中,你將探索當你將酸與鹼性碳酸鹽結合時發生的反應。這個反應的產物是一個有趣又美味的驚喜!
材料
三個小的、可密封的塑膠三明治袋
六湯匙糖粉
九湯匙明膠晶體(調味的最好)
兩茶匙小蘇打
兩茶匙檸檬酸(在香料/烘焙區有售)
永久性記號筆
量匙(茶匙和湯匙)
普通勺子
一杯飲用水
準備
使用你的記號筆標記你的袋子。將一號袋標記為:“酸+蘇打”;二號袋標記為:“只有酸”;三號袋標記為:“只有蘇打”。
步驟
小心地量取並向每個袋子中加入兩湯匙糖粉。
小心地量取並向每個袋子中加入三湯匙明膠晶體。
向標記為“酸+蘇打”的袋子中加入一茶匙檸檬酸。向標記為“只有酸”的袋子中加入另一茶匙檸檬酸。
向標記為“酸+蘇打”的袋子中加入一茶匙小蘇打。向標記為“只有蘇打”的袋子中加入另一茶匙小蘇打。
密封每個袋子,然後搖晃它們以混合成分。當你把它們混合在一起時,成分會發生什麼變化嗎?你能觀察到任何型別的反應嗎?
一旦成分充分混合,開啟標記為“只有酸”的袋子。用你的勺子舀一小勺袋子裡的東西,放進你的嘴裡。在吞嚥之前,將這些成分放在你的舌頭上片刻。它嚐起來怎麼樣?當你品嚐它們時,你能感覺到你的嘴裡發生了什麼嗎?
喝一口水,徹底漱口。
開啟標記為“酸+蘇打”的袋子。用你的勺子舀一小勺袋子裡的東西,放進你的嘴裡。在吞嚥之前,將這些成分放在你的舌頭上片刻。它嚐起來怎麼樣?與“只有酸”袋子相比,你注意到這次的味道測試有什麼不同嗎?有什麼不同?
喝一口水,徹底漱口。
開啟標記為“只有蘇打”的袋子。用你的勺子舀一小勺袋子裡的東西,放進你的嘴裡。在吞嚥之前,將這些成分放在你的舌頭上片刻。它嚐起來怎麼樣?這次的味道測試與第一次還是第二次最相似?
額外: 嘗試改變成分的比例,多加半茶匙酸或蘇打,看看它如何改變反應。
觀察和結果
在這個活動中,你的嘴是一個迷你化學實驗室!當你品嚐“酸+蘇打”袋子裡的東西時,你應該感覺到你的嘴裡有嘶嘶聲或砰砰聲。當酸(檸檬酸)和碳酸鹽鹼(小蘇打)與你的唾液混合時,會發生化學反應,產生二氧化碳氣體——你感覺到的就是嘴裡的小氣泡。乾燥的成分也會相互反應,但這是一個慢得多的反應。當你把它們放入口中時,唾液會幫助酸和鹼溶解,增加碳酸氫根離子與酸性質子接觸的機會。因此,反應發生得更快,你可以感覺到產生的氣泡!
像這樣的酸鹼反應需要兩種主要成分——你能猜出它們是什麼嗎?一種酸和一種鹼!所以當你品嚐“只有酸”或“只有鹼”袋子的內容物時,你不應該感覺到發生任何化學反應。在這兩種情況下,你都缺少一個關鍵成分。對於“只有酸”袋子,你有檸檬酸但沒有小蘇打,因此酸沒有鹼與之反應。在“只有鹼”袋子的情況下,小蘇打沒有酸與之反應。
你可能還注意到每個袋子的味道略有不同。小蘇打是一種鹽;它也被稱為碳酸氫鈉。你可能已經注意到“只有蘇打”袋子嚐起來比其他兩個袋子略鹹。相比之下,檸檬酸等酸通常對我們來說是酸味的(想想檸檬、酸橙和葡萄柚等檸檬酸含量高的柑橘類水果)。因此,你可能已經注意到“只有酸”袋子嚐起來比其他兩個袋子更酸。
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