基本概念
化学
酸
碱
光
引言
你可能在学校里用贴好标签的酸和碱做过实验，但是你有没有想过，家里的某种食物或化学制品，是否也含有酸或碱呢？你可以用紫甘蓝制作一个指示剂溶液来找出答案。
当两种或更多成分完全溶解在一起时，你就得到了溶液。比如，把盐和水混合在一起便得到了透明溶液，尽管盐就在里面，而且溶液尝起来是咸的。当与水混合时，化学制品是“捐献”带电粒子（被称作离子）到溶液中——这种情况是氢离子——还是从溶液中“接受”离子决定了它是酸性还是碱性溶液。当指示剂接触这样的混合物时，根据溶液的酸碱性它会改变颜色。
背景
酸是失去氢离子的溶液，通常它尝起来是酸的。一些非常普通的日常溶液都是酸，如柑橘类果汁和食醋。碱是从溶液中拉出氢离子，然后放到自己身上并且“接受”它们的溶液，通常它感觉起来是滑的。碱有很多实际用途。比如，用像TUMS的“抗酸剂”来降低胃里的酸度。还有其他碱用来做成有用的家用清洁产品。
你可以用被称作“指示剂”的化学制品，来辨别某些东西是酸还是碱。当指示剂遇到酸或碱时会改变颜色。指示剂有很多不同的种类，一些是液体，还有一些可以浓缩在一小条“石蕊”试纸上。指示剂可以从很多不同的来源提取，包括很多植物的色素。比如，紫甘蓝含有一种叫做黄素的指示剂色素分子，它是花青素分子的一种。酸溶液可以使花青素变红，而中性溶液可以使它变成紫色，碱性溶液可以使它变成青黄色。因此，可以用花青素溶液颜色的改变来确定溶液的pH值——溶液碱性或酸性程度的一种测量。
材料
一小颗紫甘蓝
一壶开水
滤网
两个大碗或盆
擦子
汤匙测量器
大勺子（可选）
3个或更多小的白纸杯子（小的、白色饮用玻璃杯或盘子也可以）
护目镜或其他防护镜
柠檬或青柠汁
醋
漂白剂清洁产品
其他测试食物，如透明的苏打汽水，小苏打溶液，蛋清，番茄，松软干酪（可选）
准备工作
1.磨碎紫甘蓝。如果你不想磨碎整颗菜，磨一半应该也就足够了。把磨细的浆状的卷心菜放到一个大碗或盆中。
2.煮一壶水。提沸水的时候要小心。把沸水倒入装有卷心菜浆的碗中，水要刚好覆盖卷心菜。
3.浸泡卷心菜，间或搅拌一下，直到液体到达室温。这应该至少需要半个小时。液体将会变为红色或紫红色。
4.在另一个大碗或盆上放一个滤网，把卷心菜混合物通过滤网倒入进去，以除去卷心菜果肉。在滤网上紧压一下卷心菜果肉，比如用一个大勺子，从卷心菜果肉中压出更多液体。
5.现在你的碗中应该只有液体了，它是紫色或蓝色的。这将是你的指示剂溶液，你用它来测试不同液体的pH值。
6.儿童要戴护目镜或其他防护镜，并且要有大人监督，在使用漂白剂和醋时要小心，因为它们会刺激眼睛和皮肤。
实验步骤
1.在小的白色纸杯、饮用玻璃杯或是白色盘子中装入一汤匙你的卷心菜指示剂溶液。你的指示剂溶液是什么颜色的？
2.在指示剂溶液中滴入柠檬或青柠汁，直到你观察到溶液的颜色发生改变。慢慢地晃动被子，确保颜色保持不变。溶液变成了什么颜色？
3.溶液的颜色会根据它的pH值发生变化：红色表明pH值为2；紫色说明pH值是4；紫罗兰色表明pH值是6；蓝色说明pH值是8；蓝绿色表明pH值是10；青黄色表明pH值是12。
4.根据它的颜色，柠檬或青柠汁溶液的pH值是多少？
5.在另一个小的白色纸杯中加入一汤匙你的紫甘蓝指示剂溶液。滴入醋，直到你看到溶液改变颜色。醋溶液变成了什么颜色？溶液的pH值是多少？
6.在第三个小的白色纸杯里加入一汤匙你的紫甘蓝指示剂溶液。小心地拿着它，滴入漂白剂清洁产品，直到你看到溶液改变颜色。漂白剂溶液变成了什么颜色，这表明它的pH值是多少？
7.如果你想测试其他食物的pH值，还是在小的白色纸杯里加入一汤匙你的紫甘蓝指示剂溶液，然后滴入食物，直到你看到溶液改变颜色。如果食物不是液体形式，在把它加入到指示剂溶液之前粉碎它，或是把它溶解在少量水中。溶液变成了什么颜色，这表明它的pH值是多少？
附加实验：其他的一些蔬菜和水果也可以用来制作pH指示剂：红皮洋葱、苹果皮、蓝莓、葡萄皮和李子。哪一种蔬果可以生产出最好的指示剂？
附加实验：你可以用指示剂溶液写秘密信息。用柠檬汁在纸上写上看不到的信息，然后把纸晾干就好。要让信息显示出来，用漆刷在纸上刷上卷心菜指示剂，就可以了。
观察和结果
当你加入青柠或柠檬汁、醋和漂白剂时，指示剂溶液改变颜色了吗？溶液的颜色有没有表明青柠或柠檬汁和醋是酸性的（pH值较低）而漂白剂是碱性的（pH值较高）？
pH值在5到7之间的溶液是中性的，8或更高是碱性，4或更低是酸性。青柠汁、柠檬汁和醋是酸，所以它们应该使指示剂溶液变成了红色或紫色。漂白剂是强碱，所以它应该把指示剂溶液变成了青黄色。
溶液碱性和酸性的程度取决于溶液中氢离子的数量。碱性溶液接受氢离子（或贡献氢氧根离子电子对）而酸性溶液贡献氢离子（或接受电子对）。指示剂，如花青素，对溶液中氢离子的浓度做出反应。花青素和其他生物色素吸收某些光波长并反射其他光波长，我们看到的让它们显示出某种颜色的是反射光。根据溶液中氢离子的浓度，指示剂色素发生化学反应，这改变了它的化学结构，使得它反射不同的光波长从而改变颜色。
清理
在把漂白剂溶液倒入下水道之前先用水稀释它。当你做这个的时候，记得戴着你的护目镜。
留言