璀璨星云——乙醇凝胶的焰色与变色

doi:10.3866/PKU.DXHX202209083

摘要/Abstract

摘要：

以超分子凝胶的制备为基础，结合焰色反应、酸碱指示剂变色和水解平衡移动等原理设计了一个综合性科普实验。实验采用乙酸钙水溶液和乙醇混合的方法制备凝胶，制备过程中加入金属盐(或硼酸)及酸碱指示剂，并调节酸碱性。制得的凝胶在燃烧时，金属盐(或硼酸)使火焰呈现出多彩的焰色，且受热导致凝胶中乙酸盐的水解平衡移动，使凝胶中的酸碱指示剂变色。整体实验效果绚丽多彩，如同璀璨的星云在宇宙中闪耀。本实验涉及知识点丰富，操作安全简便，现象明显，充分展现化学之美，满足不同人群的科普需求。

关键词: 超分子凝胶, 焰色反应, 酸碱指示剂, 化学科普

Abstract:

The experiment is a comprehensive popular science experiment designed on the basis of supramolecular gels preparation, combining the two common principles of flame test and color change of indicator. In the preparation of gel, calcium acetate solution and ethanol were mixed first, metal salt (or boric acid) and acid-base indicator were added. When the gel was ignited, the gel showed colored flame because of the metal salt (or boric acid). The heat leads to hydrolytic equilibrium shift of acetate in the gel, leading to the color change of acid-base indicator in the gel. The exhibition effect of experiment is gorgeous and colorful, just like the bright nebula shining in the universe. The experiment is safe and easy to operate, involving rich knowledge, possessing obvious phenomenon, and showing adequately the beauty of chemistry, which can well meet the learning needs of different groups of people.

Key words: Supramolecular gel, Flame test, Acid-base indicator, Science popularization of chemistry

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Lai Wei, Mei Ni, Yancen Liu. Bright Nebula: Flame and Color Change of Ethanol Gels[J]. University Chemistry, 2023, 38(7): 289-296.

链接本文: https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.DXHX202209083

https://www.dxhx.pku.edu.cn/CN/Y2023/V38/I7/289

图/表 6

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表1

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参考文献 17

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组别	序号	所含金属盐(或硼酸) ^a	酸碱指示剂^b/mL	乙醇溶液/mL	乙酸钙溶液/mL	焰色	成凝时颜色	燃烧时变色
Ⅰ	a	–	–	95%乙醇10.0	溶液A 2.0	砖红	白色	–
	b	氯化锂	–	溶液B 10.0	溶液A 2.0	紫红	白色	–
	c	氯化钠	–	95%乙醇10.0	溶液A 2.0 + 溶液C 0.5	黄色	白色	–
	d	硼酸	–	悬浊液E 10.0	悬浊液F 2.0	绿色	白色	–
	e	氯化铯	–	95%乙醇10.0	溶液D 2.0	浅紫	白色	–
Ⅱ	a	–	酚酞指示剂1.0	95%乙醇10.0	溶液A 3.0	砖红	白色	变红
	b	–	苯酚红指示剂1.0	95%乙醇10.0 + 乙酸0.5	溶液A 3.0	砖红	黄色	变粉红
	c	–	苯酚红指示剂1.0	95%乙醇10.0 + 溶液G 0.5	溶液A 3.0	砖红	红色	先变黄，再变粉红
	d	–	甲基红指示剂1.0	95%乙醇10.0 + 乙酸0.5	溶液A 3.0	砖红	橙红色	变黄
	e	–	溴百里酚蓝指示剂1.0	95%乙醇10.0 + 乙酸0.5	溶液A 3.0	砖红	黄色	变蓝
	f	–	溴百里酚蓝指示剂1.0	95%乙醇10.0 + 溶液G 0.5	溶液A 3.0	砖红	深蓝色	先变黄，再变蓝
	g	–	溴甲酚紫指示剂1.0	95%乙醇10.0 + 乙酸0.5	溶液A 3.0	砖红	黄色	变蓝
Ⅲ	a	–	苯酚红指示剂1.0	95%乙醇10.0 + 溶液G 0.5	溶液A 2.0	砖红	红色	先变黄，再变粉红
	b	氯化锂	溴百里酚蓝指示剂1.0	溶液B 10.0 + 溶液G 0.5	溶液A 2.0	紫红	深蓝色	先变浅绿，再变蓝
	c	氯化钠	酚酞指示剂1.0	95%乙醇10.0	溶液A 2.0 + 溶液C 0.5	黄色	白色	变红
	d	硼酸	苯酚红指示剂1.0	悬浊液E 10.0 + 乙酸0.5	悬浊液F 2.0	绿色	黄色	变橙
	e	氯化铯	溴百里酚蓝指示剂1.0	95%乙醇10.0 + 乙酸0.5	溶液D 2.0	浅紫	黄色	变蓝

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