探究果蔬提取液缓冲容量的缓冲规律

2017-06-26罗浩杨陈帮强罗孝生

生物学通报 2017年8期

罗浩杨陈帮强罗孝生

（1遵义市航天高级中学贵州遵义563000 2遵义市第一中学贵州遵义563000 3遵义市第五中学贵州遵义563000）

人教版高中生物学必修3学习内环境稳态中的pH，血浆pH的稳态是血浆中有成对的缓冲物质（例如H2CO3/NaHCO3等），同时教材介绍了以生物材料（例如肝匀浆、马铃薯匀浆、黄瓜匀浆等）验证生物体液有缓冲作用。在此基础上，笔者进一步从水果、蔬菜两大类生物材料的缓冲容量分析缓冲能力的变化规律。

1 研究思路（见图1）

图1 果蔬提取液缓冲规律流程图

2 研究过程

2.1 实验材料纯净水、萝卜芽菜、青口白菜、菠菜、白萝卜、胡萝卜、藕、红薯、番茄、洋葱、橘子、石榴、葡萄、柚子、苹果、猕猴桃。

2.2 实验用具果汁搅拌机、100 mL烧杯、200mL烧杯、滴管、医用纱布、酒精灯、铁三角、石棉网、pH计、解剖剪。

2.3 实验试剂质量分数2%的稀盐酸、质量分数为2%的氢氧化钠溶液。

2.4 实验方法

1）将15种新鲜蔬菜、水果用纯净水冲洗表面，然后保证自然新鲜又晾干果蔬表面水分为宜。

2）将果蔬剪碎，放入果汁搅拌机拌碎。

3）用2层医用纱布过滤获得过滤提取液。

4）将部分过滤提取液倒入2个100 mL的小烧杯中，每个烧杯倒40 mL。另一部分过滤液加热煮沸，冷却常温后倒入2个100 mL的小烧杯中，每个烧杯倒40 mL。

5）将每组材料的1杯过滤提取液用pH计测定pH，然后分别滴加1滴、2滴、3滴、4滴、5滴、6滴、7滴、8滴、9滴、10滴2%的稀盐酸后用pH计测定相应的pH。另一杯过滤提取液分别滴加1滴、2滴、3滴、4滴、5滴、6滴、7滴、8滴、9滴、10滴2%的氢氧化钠溶液后用pH计测定相应的pH。1杯过滤提取煮沸液用pH计测定pH，然后分别滴加1滴、2滴、3滴、4滴、5滴、6滴、7滴、8滴、9滴、10滴2%的稀盐酸后用pH计测定相应的pH。另一杯过滤提取煮沸液分别滴加1滴、2滴、3滴、4滴、5滴、6滴、7滴、8滴、9滴、10滴2%的氢氧化钠溶液后用pH计测定相应的pH。并以纯净水作为对照测定相应的pH。

2.5 实验结果

1）不同果蔬提取液滴10滴稀酸或10滴稀碱后pH变化量（dpH）变化结果（见图2）。

2）不同果蔬提取液滴10滴稀酸或10滴稀碱后缓冲容量（β）变化结果。β=db/dpH=da/dpH，其物理意义是使1L溶液pH值增加dpH单位时，所需强碱db mol；使1L溶液pH降低dpH单位时，所需强酸da mol。本实验以缓冲容量（β）统一换算成10-4绘制成图（见图3、图4）。

图3 不同果蔬提取液滴10滴稀酸后的缓冲容量（β）变化曲线

图4 不同果蔬提取液滴10滴稀碱后的缓冲容量（β）变化曲线

2.6 结果分析

从图2可以看出：

1）与纯净水比较，蔬菜和水果均具有较强的缓冲能力。2）水果区域的曲线明显低于蔬菜区域曲线，说明水果的缓冲能力大于蔬菜。3）蔬菜区域曲线波动大于水果区域曲线，说明蔬菜的种类不同，其缓冲能力大小变化大，水果种类不同，其缓冲能力变化不大。4）滴加酸的比滴加碱的曲线变化小，说明果蔬体液对酸的缓冲能力大于对碱的缓冲能力。5）鲜汁和煮沸汁的dpH变化不大，说明果蔬体液中起缓冲的物质主要是无机盐。

从图3、图4可以看出：

1）与纯净水比较，蔬菜和水果的缓冲容量大于纯净水，说明蔬菜和水果均具有较强的缓冲能力。2）水果的缓冲容量明显大于蔬菜，说明水果的缓冲能力明显大于蔬菜的缓冲能力。3）滴加酸比滴加碱的缓冲的缓冲容量明显增大，说明果蔬对酸性的缓冲能力大于碱性。从图1可看出所有果蔬体液均为酸性，这可能与酸性不容易破坏缓冲物质，碱性会破坏某些缓冲物质有关。