【矩道化学仿真实验】紫罗兰的启示

2022/3/25 9:39:01 矩道科技 产品动态

四月和五月是紫罗兰盛开的季节,紫罗兰原产于欧洲南部及地中海沿岸,是欧洲名花之一。紫罗兰花色高洁典雅,是质朴的象征,受到很多爱花人士的喜爱,也因此机缘巧合地在化学发展史上留下了浓墨重彩的一笔。

英国化学家波义耳出身贵族,继承了祖上留下来的一座大庄园。1645年,波义耳开始在庄园里研究物理学、化学和农业科学等。他坚信实验是知识的来源,是最好的老师。因此,他把部分庄园改建成实验室。对他而言,实验室里的研究工作是最重要的事情。

有一天清晨,波义耳正准备到实验室去做实验,一位花木工为他送来一篮非常鲜美的紫罗兰,紫罗兰的花香使人感到心旷神怡,波义尔忍不住随手摘下一束,然后不时地嗅着这沁人心脾的馨香,来到实验室,把鲜花放在实验桌上就开始了实验。

当他从大瓶里倾倒出浓盐酸时,一股刺鼻的气体从瓶口涌出,倒出的淡黄色液体冒着白雾,还有少许酸沫飞溅到鲜花上。他想“真可惜,盐酸弄到鲜花上了”。为洗掉花上的酸沫,他把花用水冲了一下,一会儿发现紫罗兰颜色变红了,当时波义耳感到既新奇又兴奋,他认为,可能是盐酸使紫罗兰颜色变红色,为进一步验证这一现象,他立即返回住所,把那篮鲜花全部拿到实验室,取了当时已知的几种酸的稀溶液,把紫罗兰花瓣分别放入这些稀酸中,结果现象完全相同,紫罗兰都变为红色。由此他推断,不仅盐酸,其它各种酸都能使紫罗兰变为红色。他想,这太重要了,以后只要把紫罗兰花瓣放进溶液,看它是不是变红色,就可判别这种溶液是不是酸。偶然的发现,激发了科学家的探求欲望,后来,他又找来其它花瓣做试验,并制成花瓣的水或酒精浸液,用它来检验某溶液是不是酸,同时用它来检验一些碱溶液,也产生了一些变色现象。

他还采集了药草、牵牛花,苔藓、月季花、树皮和各种植物的根……泡出了多种颜色的不同浸液,有些浸液遇酸变色,有些浸液遇碱变色。在这些浸液中,波义尔发现用石蕊提取的紫色浸液效果最好,它遇酸变红,遇碱变蓝。这就是最早的石蕊试液,波义尔称这些石蕊试剂为能够区分酸和碱的酸碱指示剂。

用矩道化学虚拟实验室演示酸碱指示剂的使用:

然而,因为该指示剂是液体的,所以不便于储存和使用。于是波义耳和助手把滤纸切成小条,在石蕊溶液中浸泡一段时间,用滤纸吸收一些石蕊试剂,然后用镊子把它取出来,干燥后制成石蕊试纸。所以今天,我们只需要将溶液滴到石蕊试纸上来判断溶液是酸性的还是碱性的。对于不需要非常精确结果的实验,这种方法非常简单可行。

用矩道化学仿真实验室演示pH试纸的使用:

像科学上的许多其它发现一样,酸碱指示剂的发现是化学家善于观察、勤于思考,勇于探索的结果。

经过后人不断的探索研究,逐渐清晰了酸碱指示剂的变色机理。酸碱指示剂是一类结构较复杂的有机弱酸或有机弱碱,在溶液中能够部分电离出氢离子或氢氧根离子,由于结构上的变化,其分子和离子具有不同的颜色,因而在酸碱度不同的溶液中呈现不同的颜色。

学习了以上内容,同学们可以继续通过化学3D虚拟仿真实验室来学习酸碱中和反应及其原理,欢迎大家前来体验!

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