化学趣味实验实验报告.doc

张愿 41107102 化学二班 化学趣味实验一、实验目的了解并掌握本实验趣味实验的原理及其操作；尝试并熟练各仪器的操作以及其中各种技能手段的的运用；了解控制化学反应条件的作用；通过观察亚甲基蓝和亚甲基白在不同条件下的相互转化，学习观察方法，体验对比实验法。二、实验原理1.蓝色振荡实验亚甲基蓝是一种暗绿色晶体，溶于水和乙醇，亚甲基蓝的水溶液呈蓝色，在碱性条件下，蓝色亚甲基蓝很容易被葡萄糖还原为无色亚甲基白。振荡此无色溶液时，溶液与空气接触面积增大，溶液中氧气溶解量就增多，氧气把亚甲基白氧化为亚甲基蓝，溶液又呈蓝色。可以表示为： 亚甲基蓝溶液 亚甲基白溶液 亚甲基蓝结构式： 如果有酚酞试剂滴加的话，我们会发现颜色变化中还会多了红色与紫色。原因是当溶液在碱性条件下时，滴加酚酞试剂滴加后溶液显红色。所以：当葡萄糖可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；剧烈震荡后，将会有更多的无色产物被氧化为蓝色的亚甲基蓝，这时由于蓝色过深，将会遮掩酚酞的红色，结果我们将会看到溶液呈蓝色。2.固体汽水固体汽水与液体汽水所不同的是：液体汽水中的CO2一般是通过加压的方法使其溶解在水中；而固体汽水中的CO2是借助于原料中的碱性物质小苏打（NaHCO3），与可食用的有机酸柠檬酸反应而产生的。但是酸和碱混放在一起极易发生作用，因此，为了提高贮藏的稳定性，通常是先将小苏打用天然胶进行包结，使其在固态是不与固态的柠檬酸反应；当放入水中，由于天然胶的溶解，便可与酸反应，缓慢释放CO2出来。其制备主要原理是将碳酸氢钠分散在明胶溶液中，然后烘干，接着于各种所需药品（香精，蔗糖，柠檬酸，色素）混合，饮用时取其部分，置于饮水器皿，倒入水溶解时柠檬酸会与碳酸氢钠反应，进而放出CO2。这样喝起来口感和液体汽水相似，味道也很不错反应方程式如下： 3.便携式化学冰袋无机盐溶于水包括两个步骤:1.溶质分子的扩散过程；2.溶质分子的溶剂化过程；物质溶解后，溶液的温度是升高还是降低，要看这两个过程哪一个占主导地位，当吸收的热量大于放出的热量，溶液的温度将降低；当吸收的热量小于放出的热量时，溶液的温度将升高。 硝酸铵、氯化铵等铵盐，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两种或两种以上的盐而制冷，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。该实验主要是通过观察Na2SO410H2O, NH4NO3, (NH4)2 SO4混合后的制冷效果以及添加NaHSO4混合后的制冷效果,从而进行比较。三、主要仪器与药品碘量瓶、托盘天平、药匙；NaOH固体、葡萄糖、亚甲基蓝乙醇溶液。软质塑料袋、托盘天平、药匙；Na2SO410H2O，(NH4)2SO4，NaHSO4，NH4NO3。烧杯、量筒、玻璃棒、研钵、托盘天平、药匙、滴管、酒精灯、三脚架、石棉网、电吹风；明胶、小苏打（NaHCO3）、无水柠檬酸、蔗糖、食用香精、柠檬黄色素。四、实验操作步骤和实验现象1.蓝色振荡 （1）配制溶液：称取5gNaOH固体和6.8g葡萄糖，配成250mL溶液于碘量瓶中，滴加1mL亚甲基蓝乙醇溶液，摇匀； (2)反应过程：开始时溶液呈蓝色，静置蓝色逐渐消失，变为无色；剧烈摇晃碘量瓶（或者用玻璃管向溶液中吹起），可以看见溶液又变成蓝色；由于这个实验过程中包含的是一种热力学平衡，在23h后这个实验现象就完全消失，此时已达到了极限状态。 反应实质： 亚甲基蓝 亚甲基白 O2OH- 葡萄糖 (3)待溶液静置为无色后，轻微缓慢持续震荡，溶液颜色最终变为蓝色。静置后溶液的颜色又从蓝色白色这样转变。然后继续震荡静置，实验现象与以上相同。 2.固体汽水(1)制备明胶溶液：称取0.1g 明胶，置于盛有10mL水的小烧杯中，使其充分膨胀。然后微火加热（不能是溶液沸腾，防止明胶变质），使其溶解，再冷却至室温，即得明胶溶液； (2)处理碱：在盛有2.5g NaHCO3的小烧杯中，加入1mL明胶溶液，充分搅拌混合后，用电吹风吹干； (3)固体汽水的制备：将上述经明胶处理后的NaHCO3放入研钵中，再加入4.5g柠檬酸、蔗糖、微量柠檬黄色素和少量食用香精，充分混合均匀后，即可制得固体汽水。 反应本质： 3.便携式“冰袋” (1)物质称取：称取24g Na2SO410H2O、20g(NH4)2SO4、20g NaHSO4和12.5g NH4NO3置于一个软质塑料袋中，即得化学冰袋；(2)反应过程：使用时，用手揉合，使物料充分接触，即可发挥制冷作用（实验中最低冷却温度为7）；探究得实验中Na2SO410H2O提供溶剂水；(NH4)2SO4、NH4NO3溶解吸收大量的热，起到冷却的作用；添加NaHSO4可以延长冷却时间。五、实验注意事项1. 固体汽水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。另外，由于此操作过程都在实验室进行，用具也是实验室器具，所以该汽水卫生上不过关。2.明胶微热溶解时不可温度太高，烧杯距离火焰需保持一定的距离，原因是明胶是一种蛋白质，高温容易变性。 3.称量NaOH时需用烧杯，纸张要现称现用，这样也会产生潮解。当然由于此实验主要是要一个碱性环境，所以此影响在此实验中可以忽略。其中玻璃棒作用要充分用到，搅拌，引流。4.蓝色振荡实验加入酚酞之后由于实验操作水准要求较高，用力摇晃程度的掌控能力需要很强，这样颜色的变化才可以让同学们看的明显，而不是刹那间的转变。其实此实验在第一步现象观察完毕后接着继续做加入酚酞后的震荡实验，实验现象比较良好，因为此时颜色转变较慢，相对重新配置的溶液，同学们有更多的时间去观察溶液