简易酸度检测器

一项分析科学项目

起泡吧,是酸还是碱?了解如何轻松找到常见厨房用品的 pH 值,以及它们的酸度如何与其味道相关。

乔治·雷特塞克

核心概念
化学
食品科学
pH
酸度

简介
您是否曾经好奇为什么有些食物或饮料尝起来是酸的,而另一些则不是?您可能知道您的舌头可以感受到各种味道,包括咸、甜、苦和酸。但是是什么让东西尝起来是酸的呢?酸味实际上受食物中 pH 值和酸的影响。在本活动中,您将通过使用小苏打测试食物和饮料中酸的存在,来找出不同食物的酸度。您认为您在厨房里能找到的最酸的食物是什么?

背景
味觉是由遍布舌头和口腔其他部位的味蕾检测到的。人舌平均有 10,000 个独立的味蕾!每个味蕾内部有多达 100 个感受器细胞。每个感受器最擅长感知一种单一的感觉,并将信号发送到大脑,然后大脑识别出甜、咸、苦、酸或鲜味。不同的受体被食物中存在的不同化合物(或分子)触发。酸味受体由酸,更具体地说是由氢离子 (H+) 触发,因此是舌头的酸检测器。


关于支持科学新闻

如果您喜欢这篇文章,请考虑通过以下方式支持我们屡获殊荣的新闻报道: 订阅。 通过购买订阅,您将有助于确保关于塑造我们当今世界的发现和想法的具有影响力的故事的未来。


酸性或碱性对某物意味着什么?这一切都与离子有关。在水中 (H2O),少量分子会分裂形成氢离子 (H+) 和氢氧根离子 (OH)。纯水和氢离子和氢氧根离子数量相等的溶液是中性的——也就是说,它们既不是酸性的也不是碱性的。酸是释放氢离子的物质。因此,在酸性溶液中,氢离子多于氢氧根离子。这意味着食物的酸性越强,可用于触发酸味受体的氢离子就越多。碱是接受氢离子的物质。当碱溶解在水中时,氢离子和氢氧根离子之间的平衡会向相反的方向移动,因此氢氧根离子占主导地位。溶液的酸度用 pH 值来衡量。pH 值为 7 是中性的;pH 值低于 7 的所有物质都是酸性的,而 pH 值高于 7 的物质是碱性的,也称为碱性的。

但是,除了测量 pH 值之外,还有一种更简单的方法来找出食物是否是酸性的——使用小苏打。小苏打,也称为碳酸氢钠,是一种碱,它与酸反应生成二氧化碳气体,这种反应在科学展览火山或瓶火箭中广为人知。一旦酸与小苏打接触,逸出的气体就会很容易地被发现,因为它会形成气泡。这使得“酸测试”变得简单:您看到的气泡越多,您的食物就越酸——它应该尝起来更酸。自己测试一下!

材料
六个杯子或玻璃杯
盘子

苏打水/软饮料
柠檬汁
牛奶
洗涤剂

勺子
小苏打(它必须是新鲜的;如果太旧,效果会不佳。)
滴管或移液管
水果或果汁以及其他食物或饮料,泡打粉(可选)

准备

  • 取一个杯子,倒入自来水。然后加入一小滴洗涤剂制成测试溶液。注意:这是唯一一个不应该尝的溶液;其余的都可以品尝。

  • 将其他一些测试溶液(水、柠檬汁、醋、牛奶、苏打水)分别倒入自己的杯子中。

  • 用勺子在盘子上均匀地铺上小苏打。

步骤

  • 首先从醋开始。取下滴管或移液管,从杯子里吸入少量醋。

  • 将滴管带到装有小苏打的盘子上,然后慢慢地将一滴滴到盘子上的小苏打上。当醋滴到小苏打上时会发生什么?您能看到一些气泡吗?

  • 用水冲洗滴管,然后再次使用它来取软饮料的样品。同样,小心地将一滴滴到小苏打上。在盘子上选择一个不同的位置。正在发生反应吗?您看到二氧化碳生成了吗?与醋相比,反应如何?

  • 再次冲洗滴管,然后继续下一个样品:取少量水,并将一滴样品滴到盘子上。这次会发生什么?水是酸性的吗?

  • 用干净的滴管,吸入一些柠檬汁,然后滴一滴到小苏打上。选择一个没有溶液的新鲜位置。您看到多少气泡?它的反应比水多还是少?

  • 用牛奶重复相同的步骤。小苏打与牛奶反应形成气泡吗?您认为牛奶尝起来是酸的吗?

  • 测试您的最后一个样品,即洗涤剂溶液。您能从反应中看出它是否含有大量酸吗?您认为肥皂溶液的 pH 值是多少?

  • 从您的所有观察结果中,您可以预测哪种液体含有最多的酸或尝起来最酸吗?您可以再次对所有样品重复小苏打测试。哪一个是酸性最强的,哪一个是酸性最弱的?

  • 额外:做一些研究,找出所有测试溶液的 pH 值。您的结果与您的发现一致吗?

  • 额外:您能找到更多液体进行测试吗?您还可以使用不同的水果或蔬菜,并挤压它们以获得一些液体来测试它们是否是酸性的或酸的。之后进行一次品尝测试,看看您的观察结果是否与您的口味相符。

  • 额外:重复相同的步骤,但这次使用泡打粉代替小苏打。做一些研究,找出两者之间的区别,并将与相同测试溶液的反应进行比较。对于每个相同的样品,您看到小苏打的气泡更多还是泡打粉的气泡更多?

  • 额外:不要将一滴测试溶液滴到小苏打上,尝试反过来进行相同的测试。取少量小苏打,放入装有测试溶液的玻璃杯中。当小苏打与液体接触时会发生什么?反应与将溶液滴到小苏打上时相同还是不同?

  • 额外:如果您可以使用石蕊试纸(用于测量溶液的 pH 值),请测量每个测试样品的 pH 值。它们的 pH 值分别是多少?所有酸性样品在您的小苏打测试中都形成气泡了吗?

观察和结果
您的某些测试溶液是否产生了一些漂亮的气泡?您应该看到柠檬汁和醋都会剧烈起泡。它们都含有大量的酸。柠檬汁含有约 5% 至 6% 的柠檬酸,这也使柠檬具有酸味。醋由 5% 至 20% 的乙酸组成,乙酸是与小苏打反应形成二氧化碳的酸。对于软饮料,您也应该看到一些气泡形成,但不如柠檬汁和醋那么多。酸性反应的原因是添加到软饮料中用于保存和增强口感的磷酸。这也是它对您的牙齿非常不利的原因之一(除了糖之外);这种酸会损害牙釉质。

牛奶是一种相当中性的溶液,类似于纯水,不应该与小苏打发生反应。另一方面,肥皂是一种碱性溶液,这意味着它的 pH 值大于 7。它不含可以与小苏打发生反应的酸,不应导致二氧化碳形成。但是,当您使用泡打粉代替小苏打时,您可能会注意到,每个测试样品的反应都更加明显。您可能甚至看到一些与小苏打不反应的溶液中也有一些微小的气泡。这是因为泡打粉是小苏打和弱酸的混合物。当泡打粉变湿时,这些酸会与小苏打反应并形成二氧化碳。

在进行品尝测试时,您可能已经注意到,即使某些食物或饮料含有大量的酸,它们也根本没有酸味。诀窍是,酸味通常会被添加大量糖所掩盖。您测试过的苏打饮料就是一个很好的例子。查看其成分清单——它有多少糖?您认为没有糖您还会喜欢它吗?

清理
将所有测试溶液倒入水槽的排水管中。您可以将小苏打丢到垃圾桶中,也可以用水冲洗到水槽中。

更多探索 舌头如何品尝酸味,来自自然新闻 食品和食品的近似 pH 值,来自美国食品和药物管理局
您的柠檬汁有多酸或多甜?,来自大众科学 火箭学:小苏打 + 醋 = 起飞!,来自科学伙伴
小苏打和泡打粉的区别,来自 Phys.org
适合所有年龄段的科学活动!,来自科学伙伴

此活动与科学伙伴合作推出

© . All rights reserved.