关键概念
化学
酸
碱
化学反应
介绍
你知道吗?世界各地有成千上万种不同的苏打水。你觉得你会喜欢奶酪味的苏打水吗?或者章鱼味的苏打水呢?尽管不同国家的口味可能不同,但所有苏打水都有一个共同点,那就是气泡!没有气泡,苏打水就不是苏打水了——但你有没有想过他们是如何制造这些气泡的呢?在这个活动中,你将制作自己的气泡饮料,同时探索产生这种著名气泡的反应。
背景知识
酸和碱在我们周围无处不在:在洗碗液中,在我们的药物中,甚至在我们的食物中!它们非常有用,部分原因是它们相互反应非常强烈。我们可以利用这些反应来帮助我们清洁,缓解胃部不适或使食物味道更佳。
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碱是一种可以提供带负电的氢氧根离子的化合物。当您将碱添加到水中时,碱性化合物会分解,其氢氧根离子的加入会使溶液更具碱性。碱存在于许多家用清洁用品中,也存在于药物中,以帮助中和患有胃灼热的人的胃酸。
相反,酸是一种可以提供带正电的氢离子(或质子)的化合物。当您将酸添加到水中时,它会分解,通过添加氢离子使溶液更具酸性。尽管一些酸可能很危险,但我们也需要它们才能生存。例如,当我们咀嚼时,唾液中的酸有助于分解食物以进行消化!
当您将酸和碱混合时,会引发酸碱反应。当氢离子和氢氧根离子的数量相等时,酸和碱会相互中和,形成盐和水。在这个活动中,你将探索将酸与碱性碳酸盐混合时发生的反应。
材料
冷水
两个柠檬
一茶匙糖(或多或少,根据口味)
一茶匙小苏打
塑料或玻璃杯
搅拌勺
柠檬榨汁器/压榨器(推荐)
刀(用于切柠檬)
成年帮手
冰块(可选)
准备工作
让你的成年帮手把两个柠檬都切成两半。
步骤
使用柠檬榨汁器将每个柠檬的所有汁液挤入杯中。尝几滴果汁。你如何描述它的味道?
在杯子中向柠檬汁中加入等量的冷水。再次品尝混合物。它尝起来与纯柠檬汁不同吗?在哪些方面?
小心地加入一茶匙小苏打。用勺子搅拌混合物。当你在柠檬汁中加入小苏打时会发生什么?你在杯子里看到和听到什么?
用勺子将一茶匙糖搅拌到混合物中。如果你想喝冷的,可以加入冰块!
品尝你的混合物!你对味道有什么感觉?它与纯柠檬汁有什么不同?
额外步骤:让你的混合物静置一个小时,然后再品尝一下。在过去的一个小时里,味道发生了什么变化?你认为为什么会发生这种变化?
观察和结果
在这个活动中,当你将小苏打加入柠檬汁混合物时,你应该观察到起泡或冒泡。此外,当你品尝你的最终产品时,你也应该能够感觉到嘴里的气泡——这是酸碱反应的产物。你能猜出你的混合物中的哪种成分是酸,哪种是碱吗?
如果你预测柠檬汁是酸,那你就对了!你可以根据味道来识别酸性食物(例如柠檬,它们非常酸);酸对我们来说味道很酸。其他酸性食物包括醋、葡萄柚和酸橙。另一方面,碱可能更难检测。碱性食物对我们来说味道可能略带苦味,或者它们可能几乎没有味道。在这种情况下,混合物中的碱是小苏打,它没有太多的味道。但是你可能已经猜到它是你反应中的碱,因为你一加入它,你的混合物就应该开始起泡了!
当柠檬汁的酸(柠檬酸)与碳酸盐碱(小苏打)接触时,会发生化学反应,产生二氧化碳气体 (CO2)。你可能知道,二氧化碳是添加到苏打水中使其产生气泡的相同气体。
这个反应需要酸和碱才能发生。因此,当你只品尝柠檬汁或柠檬汁-水混合物时,你不应该注意到任何气泡。水通常是中性的(不是酸或碱)——因此,将其加入柠檬汁中不会产生产生二氧化碳气泡所需的反应。直到你加入小苏打,反应才发生,气泡才被产生。
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此活动与 Science Buddies 合作推出
