神奇的花青素

徐瑞璠

本作品荣获2020年南京市义务教育阶段学校“五小”活动特等奖

一、研究背景

炎炎夏日，烈日当空，这时喝上一杯冰镇可口的饮料是多么惬意的事啊！有一天，我和妈妈路过一家饮品店，购买了招牌饮品——“魔幻星空”。光听这个名字，我就对它充满了无限的幻想和期待。果不其然，它的“颜值”惊艳到我，杯内色彩纷呈，有紫色、红色、黄色。我迫不及待地询问店员是怎么调制出来的，店员告诉我，先在杯中倒入紫甘蓝水，再倒入柠檬汁。奇怪了，那中间的红色是怎么回事？店员笑着对我说，那是它自己“变”出来的。“变”出来的？我半信半疑，决定回家一探究竟。

二、探究过程

（一）查阅资料

为什么“魔幻星空”的中间会出现红色？我首先想到了上网查找资料。原来，紫甘蓝水中含有花青素，柠檬水呈酸性，当花青素遇到酸性溶液，就会变成红色。

什么是花青素？什么是酸碱性？我再次上网搜索资料。

花青素，又称花色素，是自然界一类广泛存在于植物中的水溶性天然色素。在植物细胞的液泡中，花青素使植物呈现五彩缤纷的颜色。紫甘蓝、紫薯、黑枸杞、蓝莓等，均含有大量花青素。

我拿出显微镜和妈妈做菜用的紫甘蓝，迫不及待地想一睹花青素的“真容”。

酸碱性是物质在酸碱反应中呈现的特性，用pH值来表示它的强弱程度（酸碱度）。pH=7时，呈中性;pH<7时，显酸性;pH>7时，显碱性。

（二）开展实验

1.实验材料

紫甘蓝、柠檬、自来水、84消毒液、小苏打、白醋、雪碧、浴室清洁剂、白衣漂渍液、pH检测笔、玻璃杯、量杯、汤匙、一次性塑料杯。

2.实验过程

（1）实验一：花青素遇到柠檬水能变成红色，遇到其他溶液也能变色吗？

1把紫甘蓝撕成块状，放入温开水中，静置30分钟，过滤后得到紫甘蓝水待用。

2把柠檬挤出汁，取20毫升倒入一次性塑料杯中，再加入自来水至150毫升，用pH检测笔测得柠檬汁溶液的pH=2.04，呈酸性，待用。

3用pH检测笔测得自来水的pH=6.40，加入84消毒液使其pH=7.00，呈中性，留取150毫升待用。

4取1汤匙小苏打放入一次性塑料杯中，再加入自来水至150毫升，用pH检测笔测得小苏打溶液的pH=7.22，呈碱性，待用。

5在3个一次性塑料杯中分别倒入100毫升紫甘蓝水，再把以上3种溶液分别倒入3个盛有紫甘蓝水的杯中。

6观察紫甘蓝水的颜色变化并分析，得出结论1。

结论1：花青素遇酸性溶液变红，遇碱性溶液变绿，遇中性溶液不变色。

（2）实验二：花青素遇到不同溶液会变成不同颜色，如果溶液浓度改变，又会怎样？

1取40毫升柠檬汁倒入一次性塑料杯中，再加入自来水至150毫升，用pH检测笔测得柠檬汁溶液的pH=1.92，呈酸性，待用。

2取2汤匙小苏打放

入一次性塑料杯中，再加入自来水至150毫升，用pH检测笔测得小苏打溶液的pH=7.31，呈碱性，待用。

3在2个一次性塑料杯中分别倒入100毫升紫甘蓝水，再把以上2種高浓度溶液分别倒入2个盛有紫甘蓝水的杯中。

4观察紫甘蓝水的颜色变化并分析（见下图和右表），得出结论2。

（3）实验三：既然花青素具有遇酸、碱变色的特性，它是否可以作为酸碱指示剂呢？

1将白醋、雪碧、浴室清洁剂和白衣漂渍液分别倒入一次性塑料杯中。

2把紫甘蓝水分别倒入这4种溶液中，根据4种溶液的变色现象，推测它们的酸碱性。

白醋：红色，推测呈酸性;

雪碧：紫红色，推测呈酸性;

浴室清洁剂：绿色，推测呈碱性;

白衣漂渍液：黄色，推测呈碱性。

3用pH检测笔分别测4种溶液的pH值，判断它们的实际酸碱性。

白醋：pH=1.84，呈酸性;浴室清洁剂：pH=8.66，呈碱性;

雪碧：pH=2.94，呈酸性;白衣漂渍液：pH=10.40，呈碱性。

结论3：花青素可以作为酸碱指示剂，定性地检测溶液酸碱度。

三、探究意义

花青素作为酸碱指示剂，用途十分广泛。譬如，我们可以用它来检测雨水，如果大气中形成酸雨，那会造成农作物减产，建筑物损坏;我们可以用它来检测游泳池里的水，让游泳者的眼睛和皮肤不受损伤;养鱼的人可以用它来检测鱼缸里的水。除此之外，我们还可以用它来检测日常用的洗发水、沐浴露、化妆品等。花青素的这些用途为生产、生活带来了极大的方便，这也是研究本课题的意义。

四、探究感受

这次课题研究不仅使我增长了知识，还提升了我的动手能力、观察能力、思维能力和表达能力，培养了我严谨认真、实事求是的科学精神，更加激发我将科学与生活充分结合、在科学探索中寻找并体会生活的乐趣。