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甜蜜的奇迹。 化学实验
甜蜜的奇迹需要：
为了不被混淆，让我们拿一些容易理解和经过充分研究的东西来做实验。 例如，糖。 而且，你在做夏日奇迹的同时，已经和他一起布置了一些实验。 糖罐中的糖具有蔗糖的化学名称。 他的近亲，甜的和不太甜的，都这样称呼：糖。 左右：碳水化合物。 这是相同的。 蔗糖可以舔、啃、泡茶喝粥。 这就是它的目的。 以及实验中将获得的所有其他物质，未经特别许可，请勿尝试。 否则，甜蜜的奇迹将变成痛苦的失望。 从科学的角度来看，您现在亲眼看到的异常现象是非常困难的。 而且它很简单。 并且不需要糖以外的任何物质。 储存两三块精制糖和一汤匙沙子，最好是大的，呈晶体状。 目前为止就这样了。 不，不是所有的东西，你仍然需要一个暗室。 比方说浴室，壁橱，壁橱。 警告他们几分钟内不要开门并打开灯。 坐在黑暗中习惯它，这样你的视力就会变得更敏锐。 然后 - 体验。 只有两个。 初体验——用精制糖。 将一块糖牢牢握在手中，在一些不太光滑的表面上用力敲打几次。 再说水泥。 或者在用于浴室和楼梯间地板的粗糙瓷砖上。 如果您选择了正确的材料并掌握了在其上敲击一块糖的窍门，那么习惯了黑暗的眼睛就会注意到糖后面的发光条纹是如何延伸的。 事实上，它们几乎立即消失。 也许你家里有一个带透明盖子的咖啡研磨机。 在这种情况下，尝试在其中研磨一块精制糖（当然，再次在黑暗中）。 而这次糖会发出明显的光。 但为什么？ 当您将糖晶体压在坚硬的表面上时，由于强烈的摩擦会点燃微小的电火花。 这是解释这个奇迹的最短方法。 第二个奇迹有同样的解释； 对他来说，你需要一个研钵和研杵，最好有瓷器。 和以前一样，在黑暗的房间里呆几分钟。 提前在研钵中倒入适量的砂糖。 习惯了黑暗，慢慢地以打圈的方式揉搓沙子。 然后将杵移动得更快、更快、更快。 而现在，在迫击炮中，一圈微小的火花闪烁着冰冷的蓝光。 当你练习时，当你获得完美的体验时，你可以邀请观众和你一起进入黑暗。 请记住，如果您在不加快动作的情况下缓慢地用迫击炮进行实验，那么会出现单独的火花而不是圆环 - 这也会给人留下深刻印象。 现在让我们继续糖的转化。 在一汤匙（最好是旧汤匙）中，放入砂糖并将其放在火上。 形成粘稠、棕色、气味宜人的物质，称为焦糖或焦糖。 也许您看到了您的母亲或祖母如何根据烹饪需要准备它； 焦糖布丁冰淇淋的颜色和气味也得益于焦糖。 当然，你可以尝尝——如果勺子是干净的。 如果你直接在火上加热一块糖会发生什么？ 让我们检查。 用镊子或钳子夹住一块糖，将其放入蜡烛或火柴的火焰中。 糖不会燃烧。 当你拿得更久时，熟悉的焦糖味和褐色就会出现。 让我们稍微改变一下体验。 将一些烟灰直接倒在糖块上（据我所知，这是吸烟有用的唯一情况——当然不是为了健康，而是为了化学实验）。 因此，倒入灰烬并将一块糖块放入火焰中，您会看到这次它点亮了！ 诚然，糖不会燃烧得非常明亮并在燃烧过程中融化，但它仍然会燃烧。 他发生了什么事情？ 在创造夏季奇迹的同时，您测试了植物中含有的抑制剂。 即减缓化学反应的物质。 也许我当时想：如果存在具有相反效果的物质怎么办 - 它们不会减慢反应速度，相反会加速反应？ 这样的物质确实存在。 它们被称为催化剂。 在整个浩瀚的化学工业中，没有多少反应是没有催化剂的。 当反应速度不够快时，会为其选择催化剂 - 物质会加速数十倍和数百倍。 烟灰中所含的物质充当糖燃烧的催化剂。 在接下来的实验中，催化剂将是酸性的。 有了它，您可以将一颗糖变成两颗。 更准确地说，您会将蔗糖（糖罐中的蔗糖）转化为葡萄糖和果糖。 葡萄糖也叫葡萄糖，果糖也叫果糖。 在为我们准备好吃的东西的工厂里，比如糖浆和果酱，他们经常会做出这样的转变。 你知道，自制果酱长时间不用会变成蜜饯。 糖晶体从液体中脱颖而出，就像在结晶实验中一样。 他们咬牙切齿，总的来说，果酱根本不像以前那样...... 有了店里卖的果酱，这种不幸的事情就少多了。 葡萄糖和果糖的混合物，即葡萄和果糖，在贮藏过程中几乎不结晶。 它是通过使用催化剂加热普通糖而获得的。 在工业中——硫酸。 不过她刻薄，还是别搭理她好。 我们将完全控制柠檬酸，它更弱，但安全，即使它被吃掉一点。 将四到五汤匙砂糖溶解在半杯热水中。 玻璃必须是薄壁的（否则可能会爆裂）。 拿一个搪瓷杯就更安全了。 将一小撮柠檬酸直接倒入热溶液中，或者，如果有需要和机会，可以从四分之一的柠檬中榨汁。 当然，这种果汁还含有柠檬酸。 将装有溶液的玻璃杯或马克杯放入装有沸水的平底锅中，即水浴中，并在那里放置半小时。 从表面上看，似乎没有任何变化，但实际上，糖已经发生了严重的变化。 现在您将对此深信不疑。 将一些溶液倒入小瓶中，并向其中加入几滴亚甲蓝染料溶液。 这种染料用作药物并在药店出售； 但你也可以将蓝色用于用水稀释的亚麻布，蓝色墨水用于钢笔。 将少量氨水或洗涤碱溶液倒入小瓶中，放入热水中观察颜色。 很快，小瓶里的东西就会变得几乎没有颜色。 用普通的糖溶液做完全相同的实验 - 颜色甚至不会改变。 这意味着糖确实发生了一些变化。 它的每个分子都分裂成两个更小的分子：葡萄糖分子和果糖分子。 这两种物质都是甜的，可以食用，但它们的化学性质与蔗糖不太一样。 这种混合物通常称为转化糖。 让我们再给他做一次化学测试。 将少量碱倒入试管中 - 氨水或煮沸的洗涤碱溶液。 加入几滴硫酸铜溶液。 一种叫做氢氧化铜的物质会立即出现蓝色沉淀。 小心地沥干液体，用移液器将几滴您配制的转化糖溶液加到氢氧化物沉淀中。 摇动试管数次，当然是关闭它。 沉淀物将溶解，形成深蓝色溶液。 但这还不是全部。 在沸水浴中加热装有深蓝色溶液的试管。 起初溶液会变成黄色，然后变成橙色，最后会有红色沉淀物落到底部。 这两种反应都明确表明葡萄糖存在于我们的甜溶液中。 要最终确信这一点，请在药房购买葡萄糖片，将一两片溶解在水中，然后用硫酸铜和碱进行两种反应。 他们会完全一样。 葡萄糖不仅存在于葡萄中（尽管它被称为葡萄糖），而且存在于许多蔬菜和水果中。 用苹果、梨、胡萝卜或黄瓜汁重复同样的实验。 在刨丝器上擦一点苹果、梨等，榨汁并用粗棉布过滤，然后像处理转化糖溶液一样处理。 顺便说一句，我们该回到他身边了。 当您取样和研究明亮的反应时，玻璃杯或马克杯中的东西一定已经完全冷却了。 在水浴中加热葡萄糖和果糖的混合物，但这次加热时间更长，以便玻璃杯中的水蒸发。 溶液会逐渐变稠变黄。 很快它就会开始像蜂蜜一样…… 没什么好惊讶的。 一种加入蜂蜜或蜂蜜香精的转化糖剥离溶液是人造蜂蜜。 它在商店有售，通常用于烹饪，因为它比真正的便宜得多。 事实上，蜂蜂蜜还含有四分之三的葡萄糖和果糖。 将得到的浓稠液体冷却，加入少许天然蜂蜜，搅拌后品尝：还不错。 可以用橙汁代替柠檬酸来重复该实验。 或任何其他酸汁。 甚至是非酸性的，但添加了柠檬酸。 你会得到非常不同的，但总是开胃的糖浆，你可以安全地食用，因为你为他们准备了可食用和美味的产品。 如果人造蜂蜜对您来说不够浓稠，请使用更浓的糖溶液并将其在水浴中放置更长时间，以便蒸发更多的水。 但是不要试图在火上加热以提高速度； 你得到的不是蜂蜜，而是棕色焦糖。 你有没有注意到准备好的糖浆，即使很稠，也不会结晶，而是保持液态？ 事实上的事情。 转化糖果酱真的几乎没有蜜饯。 因此，当长辈决定制作果酱时，您可以安全地建议他们：如果浆果或水果本质上不酸，那么在烹饪结束前添加柠檬酸也没有坏处。 您的建议具有双重价值，因为您不是通过道听途说，而是根据自己亲手积累的经验提供建议... 他们说并非所有闪闪发光的都是金子。 我们还要补充：并不是所有的糖都是甜的。 以甘油为例。 它尝起来特别甜，甚至它的名字在古希腊语中的意思是“甜”。 但是根据化学结构，甘油属于所谓的多元醇，而不是糖... 让我们做一个漂亮的反应，让我们能够区分甘油和真正的糖 - 葡萄糖，而无需品尝这些物质。 将洗涤碱溶液煮沸，倒入两个试管（或两个小瓶）中。 在一个试管中加入大约等量的甘油，在另一个试管中加入等量的葡萄糖溶液。 然后交替向两个小瓶中滴入几滴蓝色硫酸铜溶液。 两支试管中均会形成蓝色沉淀，摇动后易溶解，形成深蓝色饱和溶液。 对于已经学过化学的人来说，这并不奇怪：葡萄糖和甘油一样，含有醇基，这意味着这些物质中的某些反应应该以相同的方式进行。 但总的来说，这些物质都不是很相似，不同之处可以在接下来的实验中发现。 在水浴中加热两个小瓶中的深蓝色液体。 观察颜色如何变化。 含有甘油的溶液不会对加热产生任何反应——因为它是蓝色的，所以它一直是蓝色的。 但是含有葡萄糖的液体会有不同的表现：加热时黄色沉淀物会从中析出，进一步加热会变成红色。 这种反应对于许多糖来说是典型的，但对于甘油则不然。 有可能将甘油变成真正的糖吗？ 我指的是化学意义上的糖，而不是糖罐里的糖。 在化学意义上，你可以转化。 但是仍然没有必要品尝反应产生的产物。 我们不是通过味道来识别它，而是通过颜色反应来识别它。 加热时不想改变其蓝色的溶液，冷却至室温并添加少许（不超过两滴）药剂过氧化氢。 搅拌混合物并再次将其放入水浴中，即放入装有热水的平底锅中。 现在它的行为几乎与葡萄糖溶液相同：首先它会变成黄色，然后变成黄红色，最后会掉出红色沉淀物。 如您所知，甘油根本不是典型的，而只是真正的糖。 在强氧化剂-过氧化氢的作用下，甘油会发生这种转变。 葡萄糖（葡萄糖）可以通过另一种化学反应与甘蔗糖或甜菜糖（蔗糖）区分开来，这种化学反应早已为人所知，既简单又美观。 它被称为银镜反应。 “银”这个词在这里不是比喻，而是最直接的意思：在这个反应过程中，玻璃上会出现一层薄而闪亮的银层。 在药房买一包葡萄糖、一瓶氨水和硝酸银。 从您对摄影和 Liesegang 环的实验中，您必须记住这种物质，但更为人所知的是“青金石”这个名称。 和以前一样，青金石铅笔非常适合我们的实验，尽管它含有一些杂质。 银镜反应的本质是，与蔗糖不同，葡萄糖能够从其化合物中还原金属银。 如果实验设置正确，这种银会以薄层的形式沉积在容器的玻璃壁上。 一个非常重要的警告：容器必须非常干净。 我建议您在试管或透明小瓶中进行此反应，正如他们所说，事先清洗过，使其完全发光，而不是从外部，而是从内部。 例如，像这样。 首先，手持刷子，洗一瓶苏打水或洗衣粉。 然后将其放入装有相同苏打水（或粉末）的平底锅中，放火煮沸。 最后，用流水冲洗几次。 将大约 20 毫升（即一汤匙）的普通水倒入一个非常干净的容器中。 添加压碎的葡萄糖片 - 它通常重半克。 摇动水使药片完全溶解，将容器放在一边并处理第二种溶液。 将青金石铅笔的笔尖溶解在少量水中，然后逐滴加入氨水。 首先会有沉淀。 继续滴入氨水，沉淀物会逐渐溶解。 一旦它完全消失，停止加入氨水并用水将所得溶液稀释约一半。 现在返回装有葡萄糖溶液的容器。 将第二种溶液倒入其中，使容器几乎充满，搅拌，在沸水中的水浴中加热。 现在几乎不需要提醒您在任何情况下都不应徒手握住它。 拿一个衣夹或自制的电线夹。 更好的是，做一个支架，这样你就可以把它放在平底锅的边缘，解放你的双手。 尽管如此，如果小瓶清洗得当，很快就会在小瓶壁上形成一面闪亮的银镜。 也许它不会像你想要的那样漂亮。 然后重复实验，取一个新的、同样干净的容器，尝试改变第一种和第二种溶液的比例。 通常，您必须少服用青金石溶液，或者同样多服用葡萄糖溶液。 蔗糖不产生银镜反应。 如果你想相信，你想检查。 但我强烈建议尝试使用转化糖溶液。 体验与葡萄糖的设置方式相同，但自制转化糖的摄入量要多两到三倍。 还要了解一些清汁与那些根据您的观察含有葡萄糖的果汁有何不同。 这一次您可能不会得到一面美丽的镜子，但您至少会注意到收集在薄片中的深色银颗粒的反应。 最后，让我们来看看淀粉。 请不要惊讶。 淀粉虽然不加糖，但也来自糖类。 其巨大的复杂分子由许多相互连接的葡萄糖和其他单糖分子组成。 在适当的条件下，淀粉分解成它的组成部分并变得甜美！ 但是我们如何才能检测到淀粉分子在分解时变得越来越小呢？ 在碘的帮助下。 记得，稀释的碘酒会使淀粉变蓝吗？ 这意味着残留的淀粉越少，颜色就越淡。 而当它的所有分子分解成它的组成部分时，它就会完全消失。 将两茶匙淀粉倒入平底锅或干净的锡罐中，倒入一杯冷水，搅拌加热，一直搅拌，直到得到透明粘稠的溶液——淀粉糊。 必须向其中添加酸催化剂。 困难来了。 使用柠檬酸，淀粉分子会分解得非常缓慢。 醋不好，因为它加热时会挥发。 出于同样的原因，使用盐酸也不方便：首先，您必须不时将其添加到平底锅中，其次，要使房间通风良好。 在工厂里，他们这样做：他们加入一点稀硫酸。 但我认为你自己处理这种腐蚀性物质还为时过早。 所以，请你的长辈给你煮一点点，就是一两茶匙的稀酸。 它在五金店有售，但为了一把勺子，你不应该买一整瓶。 可以向任何驾车者借几滴酸：汽车电池中倒入硫酸。 当其中一位长者用水稀释酸时——大约十次——然后请提醒他，你一定要将酸倒入水中，而不是相反，否则你会烫伤自己。 哪怕是几滴。 当硫酸被如此强烈地稀释后，它不再很热，但它可以穿透衣服一直到洞里。 因此，小心地将酸溶液倒入平底锅或一罐糊状物中：在那里稀释到根本不再危险。 将混合物放在小火上，让它慢慢沸腾。 如果液体明显沸腾，请加水至之前的水位。 烹饪开始后不久，用移液管滴两三滴热液体，滴在干净的玻璃杯上，让其稍微冷却，然后用另一移液管滴下稀释的碘酒。 您还记得，应该会出现蓝色。 不时取一个新的混合物样品并用碘进行测试。 蓝色很快就会变成红棕色。 所以事情进展顺利。 这些是淀粉分子形成的“碎片”，它们被称为糊精。 还有一种类似于蔗糖的物质——麦芽糖，又名麦芽糖。 反过来，麦芽糖会变成葡萄糖，碘根本不会染色。 随着淀粉在酸催化剂的帮助下分解成越来越简单的物质，碘的颜色会发生变化。 它可能不会完全消失，因为最终产物不是纯葡萄糖或麦芽糖，而是反应过程中形成的多种物质的混合物。 这种形式的糖蜜被称为糖蜜，常用于糖果厂。 但只要糖蜜里有酸，当然不能入口。 当碘的颜色完全消失或变得非常淡时，将混合物再煮五到十分钟，从火上移开，稍微冷却并在搅拌的同时逐渐加入一汤匙碎粉笔或牙粉：用它可以去除酸. 它与粉笔发生反应，同时迅速释放二氧化碳，这非常方便——当混合物沸腾并出现泡沫时，您知道酸仍然存在。 一旦气泡和泡沫消失，酸就结束了。 仍然在火上加热液体，使多余的水沸腾，并通过折叠成几层的粗棉布过滤。 您得到了糖蜜，不幸的是，它没有我们想要的那么好吃：由于添加了粉笔，它很苦。 在工厂里，糖蜜的清洁度要好得多，但我们无法做到这一点。 所以你可以试试，但有 - 我不建议...... 在我们的身体里，在胃里，淀粉也会分解成麦芽糖，然后进一步分解成葡萄糖。 并且不含任何酸（更不用说硫酸了）。 催化剂是存在于任何生物体中的特殊天然物质。 它们被称为酶。 其中一种酶的工作原理，您现在将亲眼看到。 它的名字叫“淀粉酶”，存在于唾液中，能将淀粉转化为麦芽糖。 这对我们来说非常重要，尤其是当我们吃含有大量淀粉的土豆或面包时。 用干净的开水漱口约一分钟，将一张吸水纸或纱布折叠成三四层放入漏斗中，用水轻轻润湿，将漏斗插入玻璃杯中，将嘴里的水倒进它。 您会得到透明的唾液溶液。 将其与等量的冷却淀粉糊混合，将混合物倒入小瓶中，然后放入一杯温水（约 40°C）中。 和以前一样，不时在载玻片上用碘酒取样。 颜色的变化顺序与涉及硫酸的反应相同。 但要注意：这次它没有沸腾，而且速度更快。 十五分钟后，混合物将停止用碘染色。 大自然创造的催化剂可以快速准确地发挥作用。 难怪化学家会尝试改造这些物质，使它们不仅能在生物体中发挥作用，还能在工厂设备中发挥作用。 这是最后的甜蜜奇迹。 它不需要任何试管，没有碘，没有青金石。 除了一块白面包什么都没有。 将一些面包放入口中，仔细咀嚼几分钟。 你会觉得它的味道越来越甜。 你不会再对此感到惊讶，因为你知道：这就是淀粉酶的工作原理，将完全不加糖的淀粉转化为甜糖麦芽糖。 作者：奥尔金 O.M.
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文章评论： 鹿 酷[：o] 艾琳 谢谢，非常有趣！ 客人 班级！ 我从没想过糖可以由甘油制成[向上]
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