酸甜的科学,你也能品尝!

来自科学伙伴的趣味化学活动

做一些能在你嘴里发出嘶嘶声和砰砰声的科学实验! 

乔治·雷采克

核心概念
化学


离子
反应

引言
你知道吗,你胃里的胃液几乎和柠檬汁一样酸?幸运的是,你的胃里有特殊的细胞作为酸的屏障,防止酸分解你的胃组织。这些细胞产生一种碱性粘液,中和胃里的酸。事实证明,你的胃是一个相当精密的化学实验室!

在这个活动中,你将探索一个美味的酸碱反应,这次使用你的嘴作为化学实验室!


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背景
我们每天都使用酸和碱——它们存在于我们的食物、化妆品和清洁用品中。我们已经习惯了它们,以至于很容易忘记它们有多么有趣,以及我们日常活动在多大程度上依赖于它们产生的反应。

酸是一种能够提供带正电的氢离子(或质子)的化合物。如果你向水中加入酸,它会分解并通过添加氢离子使溶液更酸。酸有许多不同的强度,并且对我们的日常生活至关重要。没有我们胃里的酸,我们就无法消化食物!

碱在我们的生活中也极其重要。碱是一种能够提供带负电的氢氧根离子的化合物。如果你向水中加入碱,它会分解并通过添加氢氧根离子使溶液更碱性。

当酸和碱结合时,会发生酸碱反应。如果存在相同数量的氢离子和氢氧根离子,酸和碱将相互中和,形成盐和水。在这个活动中,你将探索当你将酸与碱性碳酸盐结合时发生的反应。这个反应的产物是一个有趣又美味的惊喜!

材料

  • 三个小的、可密封的塑料三明治袋

  • 六汤匙糖粉

  • 九汤匙明胶晶体(调味的最好)

  • 两茶匙小苏打

  • 两茶匙柠檬酸(在香料/烘焙区有售)

  • 永久性记号笔

  • 量匙(茶匙和汤匙)

  • 普通勺子

  • 一杯饮用水

准备

  • 使用你的记号笔标记你的袋子。将一号袋标记为:“酸+苏打”;二号袋标记为:“只有酸”;三号袋标记为:“只有苏打”。

步骤

  • 小心地量取并向每个袋子中加入两汤匙糖粉。

  • 小心地量取并向每个袋子中加入三汤匙明胶晶体。

  • 向标记为“酸+苏打”的袋子中加入一茶匙柠檬酸。向标记为“只有酸”的袋子中加入另一茶匙柠檬酸。

  • 向标记为“酸+苏打”的袋子中加入一茶匙小苏打。向标记为“只有苏打”的袋子中加入另一茶匙小苏打。

  • 密封每个袋子,然后摇晃它们以混合成分。当你把它们混合在一起时,成分会发生什么变化吗?你能观察到任何类型的反应吗?

  • 一旦成分充分混合,打开标记为“只有酸”的袋子。用你的勺子舀一小勺袋子里的东西,放进你的嘴里。在吞咽之前,将这些成分放在你的舌头上片刻。它尝起来怎么样?当你品尝它们时,你能感觉到你的嘴里发生了什么吗?

  • 喝一口水,彻底漱口。

  • 打开标记为“酸+苏打”的袋子。用你的勺子舀一小勺袋子里的东西,放进你的嘴里。在吞咽之前,将这些成分放在你的舌头上片刻。它尝起来怎么样?与“只有酸”袋子相比,你注意到这次的味道测试有什么不同吗?有什么不同?

  • 喝一口水,彻底漱口。

  • 打开标记为“只有苏打”的袋子。用你的勺子舀一小勺袋子里的东西,放进你的嘴里。在吞咽之前,将这些成分放在你的舌头上片刻。它尝起来怎么样?这次的味道测试与第一次还是第二次最相似?

  • 额外: 尝试改变成分的比例,多加半茶匙酸或苏打,看看它如何改变反应。

观察和结果
在这个活动中,你的嘴是一个迷你化学实验室!当你品尝“酸+苏打”袋子里的东西时,你应该感觉到你的嘴里有嘶嘶声或砰砰声。当酸(柠檬酸)和碳酸盐碱(小苏打)与你的唾液混合时,会发生化学反应,产生二氧化碳气体——你感觉到的就是嘴里的小气泡。干燥的成分也会相互反应,但这是一个慢得多的反应。当你把它们放入口中时,唾液会帮助酸和碱溶解,增加碳酸氢根离子与酸性质子接触的机会。因此,反应发生得更快,你可以感觉到产生的气泡!

像这样的酸碱反应需要两种主要成分——你能猜出它们是什么吗?一种酸和一种碱!所以当你品尝“只有酸”或“只有碱”袋子的内容物时,你不应该感觉到发生任何化学反应。在这两种情况下,你都缺少一个关键成分。对于“只有酸”袋子,你有柠檬酸但没有小苏打,因此酸没有碱与之反应。在“只有碱”袋子的情况下,小苏打没有酸与之反应。

你可能还注意到每个袋子的味道略有不同。小苏打是一种盐;它也被称为碳酸氢钠。你可能已经注意到“只有苏打”袋子尝起来比其他两个袋子略咸。相比之下,柠檬酸等酸通常对我们来说是酸味的(想想柠檬、酸橙和葡萄柚等柠檬酸含量高的柑橘类水果)。因此,你可能已经注意到“只有酸”袋子尝起来比其他两个袋子更酸。

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此活动由科学伙伴合作推出

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