利用常見植物製酸鹼指示劑 P.1 趣味科學實驗 [ 一 ] 石蕊試紙是由一種凍原蘚苔類植物(石蕊)的萃取液製成的,紫甘藍、紅鳳菜的汁液也可作為酸鹼指示劑。我們馬上聯想到有些植物在不同的情況,其某些部位會變色,如變葉木有不同顏色,各種花也有其特定顏色。植物控制這些所呈現出來的顏色,是否與其酸鹼度有關呢?如果其體內的酸鹼度會影響其某些色素呈現的顏色,那麼,這些色素即可作為酸鹼指示劑。我們週遭常見的許多花花草草,是否也可以用來作為酸鹼指示劑呢? 1. 探討哪些植物的萃取液可作為酸鹼指示劑。 2.同一植物的不同部位的萃取液,是否都可以作為酸鹼指示劑。 3.各種植物的部位萃取液試樣,在不同PH值之下的顏色變化。 (1) 器材:1000ml燒杯、500ml燒杯、大試管(55ml)、小試管(15 ml)、酒精燈、三腳架、 陶瓷纖維網、試管架、乳頭滴管、玻棒、天秤、量筒。 (二)藥品:藥用酒精、鹽酸溶液(濃度:1M、0.1M、0.01M、0.001M)、 氫氧化鈉溶液(濃度:1M、0.1M、0.01M、0.001M)。 (三)採集的樣本:校園或住家附近各種常見植物,如:茱槿(伏桑)、南美株槿、白花鬼 針、牽牛花、矮仙丹、變葉木、羊蹄甲、榕樹、木麻黃、萬年青、夾 竹桃、馬纓丹、珊瑚藤、朱蕉、雞蛋花、山地豆、軟枝黃蟬····等等。 1.採集校園或住家附近各種常見植物,(盡量以會開花或葉子會變色的植物為優 先),各植物的葉、莖、花(有開花者)三部位分開收集,並將各試樣以標籤註明植 物名稱及部位。 每個試樣洗淨後,各放入大試管中,加入酒精,再將大試管放入1000ml燒杯中隔水加熱,如下[圖一]所示,以水浴法萃取試樣汁液並以玻棒不時攪拌(加熱過程中 P.2 2.須謹慎,避免試管中酒精燃燒),經過2~3分鐘後取出大試管置於試管架,冷卻後備用。 [圖一] 以水浴法萃取植物試樣的汁液 3. 配製不同濃度的鹽酸溶液:1M(PH=0)、0.1M(PH=1)、0.01M(PH=2)、0.001M(PH=3)各約500ml。並配製不同濃度的氫氧化鈉溶液:1M(PH=14)、0.1M(PH=13)、0.01M(PH=12)、0.001M(PH=11)各約500ml。 4. 將步驟3中各種不同酸鹼度的溶液以及水(PH=7),分別取約10 ml各放在一支小試管中。將此這些小試管置於試管架上,並以標籤在各試管上註明其PH值。 5.同一萃取液試樣各取約1 ml加入上述各不同PH值的小試管中。觀察並記錄該萃取液試樣在不同PH值的溶液中的顏色變化,並判定是否可以作為酸鹼指示劑。 6. 每一種萃取液試樣都依步驟4~5,將結果紀錄於表格。 萃 取 試 樣 1M鹽酸 (PH﹦0) 0.1M鹽酸 (PH﹦1) 水 (PH﹦7) 0.1M 氫氧化鈉 (PH﹦13) 1M 氫氧化鈉 (PH﹦14) 適合檢驗 (明顯變色) 植物名稱 取樣 部位 酸性 鹼性 P.2 趣味科學實驗 [二] P3. 趣味科學實驗 [ 二 ] (一) 火柴 原理:火柴上的物質是氯酸鉀、硫、玻璃粉等,在與火柴盒上的紅磷摩擦時,除了摩擦生熱外,紅磷和硫與氯酸鉀產生劇烈氧化還原才是主因,而本實驗主要由濃硫酸的強氧化性引起的,當氯酸鉀與濃硫酸相混即產生氧化力更強的氧化劑而使火柴點燃。 實驗:取一火柴,小心在火柴頭滴上一滴濃硫酸。 結果: 經驗:此實驗與少量過錳酸鉀滴加濃硫酸混合可點燃酒精燈之原理一樣,所以也有相同危險性,所有反應物都應微量,否則易生爆炸之危險。 (二) 黑火藥的製造: 成分:不告訴你! (三) 銅離子變色 原理:銅離子在水溶液中及含結晶水呈藍色,當銅離子被氯離子包圍形成錯離子時呈黃色;而銅離子加入少量氨水(氫氧根離子)時產生白色的氫氧化銅沈澱,當加入過量氨水時沈澱消失產生深藍色的銅氨錯離子;當氫氧化銅加熱時又會產生黑色的氧化銅。 實驗: 1.取硫酸銅晶體溶於水成飽和溶液,觀察顏色,緩緩加入無色的濃鹽酸,仔細觀察溶液顏色變化。結果: 。 2.再慢慢加入水,觀察顏色的變色。結果: 。 3.另取硫酸銅飽和溶液,改由管壁緩緩加入濃氨水,使試管內的液體分成兩層,仔細觀察兩層的顏色及交界面的顏色,而注意交界面是否有固體的生成?此固體顏色? 結果: 。 P.4 4.將此兩層液體充份混合,觀察顏色及沈澱物的變化。結果: 。 5.再取硫酸銅飽和溶液,緩緩加入約3M氫氧化鈉溶液,觀察是否有膠狀固體物產生?此固體顏色? 結果: 。 6.將此含沈澱物的試管以火加熱,觀察沈澱物的顏色變化。結果: 。 7.冷卻室溫後,慢慢加入3M鹽酸溶液,觀察沈澱物是否溶解及溶液顏色的變化。 結果: 。 經驗:此時實驗重在觀察顏色的變化,而顏色常因背景的不同而有不同的顯現,例如此實驗的黃色,因和藍色相混實際上呈黃綠色;而白色則呈淺藍色或藍綠等 (四) 電解碘化鉀變色 原理: 1.2KI + 2H2O 電解在陽極會產生碘(I2),在陰極會產生氫氣(H2)及鹼(OH-) 2.碘遇澱粉會產生藍黑色,而酚太酸鹼指示劑在鹼中呈紅色。 3.鉛筆筆心為石墨棒,可導電為惰性電極。 實驗: 1 .取約2M碘化鉀溶液,加入少量澱粉及幾滴酚太試液, 均勻混合。 2.取一濾紙浸溼第1步驟之溶液。 3.將6V直流電源的正極與銅板相接,負極接在一支兩端皆露出的鉛筆筆心上端。 4.以鉛筆下端輕輕在濾紙上寫字,將接線的正負極對掉,再以鉛筆重新寫字。 結果:鉛筆接於正極時寫出的字為 色,而鉛筆接於負極時寫出的字為 色。 (五) 指紋現形 1.適用內容: 碘的昇華 2.材 料: 小碘片,小紙片,廣口瓶,玻璃片(或橡皮塞) 3.方 法: 取一小碘片放入廣口瓶中,再準備一小張白紙片,用大姆只按一下,然後丟入廣口瓶中,並將瓶口蓋上玻璃片(或塞上橡皮塞),片刻後,紙片上大姆指的指紋即顯現出來了. 4.補充說明: 碘片只要取"一點點",若取太多,則指紋不清楚.又因碘有毒,所以實驗完畢,應即以鹼性溶液(如氫氧化鈉),將剩餘碘及指紋紙張處理掉.
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