是酸还是碱？植物会偷偷告诉你

林莉

酸和碱是我们生活中常见的两类物质。说起酸，我们马上会想到醋，还有各类吃起来酸酸的水果。说起碱，我们也能想到厨房里常见的小苏打（NaHCO3）、吃起来涩口的食物，还有洗衣粉、洗洁精等清洁用品。其实，古人早已知道了酸和碱，比如醋酸，还有果汁中含有的酸。其实各种果汁所含酸和醋酸种类是不一样的。硝、明矾、绿矾、锅灰等物质也是古代人们都知道的。但关于酸和碱的系统研究则是始于17世纪中叶“酸碱指示剂”的发现。

“酸碱指示剂”被发现的过程，是因为生活中的一个小插曲，引发科学家的好奇心，进而发展成研究的素材，而其成果却给人类带来了旷世影响。这位处处留心生活中特殊细节的科学家，就是大名鼎鼎的英国物理化学家──罗伯特·波义尔（Robert Boyle， 1627—1691）。他发现了酸碱指示剂，对酸、碱进行了识别和分类，使人们对酸和碱有了统一的概念。

17世纪中叶，波义尔出生在一个英国贵族家庭，家境优越为他提供了良好的教育条件。波义尔是家中最小的孩子，在他3岁时，母亲不幸去世。也许是缺乏母亲照料的缘故，他从小体弱多病。童年时期的波义尔并不聪明，他寡言，甚至有点口吃，但是14个兄弟姐妹中，他却是最好学的那一个，常常书不离手。在波义尔17岁那年，他的父亲在一次战役中死去，家庭的经济来源中断。在欧洲游历的他被迫回到了战乱的英国，这也使得波义尔有幸结识了著名的科学教育家哈特·利泊。

波义尔有一次患病，由于医生开错了药而差点丧生，经过这次遭遇，他怕医生甚过于怕病，并且开始自学医术为自己治病。在利泊的鼓励下，波义尔决心研究医学。当时的医生都是自己配制药物，所以研究医学也必须研制药物和做实验，这就使波义尔对化学实验产生了浓厚的兴趣。就这样，波义尔整日沉浸在自己的实验研究之中。献身于科学的他曾经研究过天体物理学、气象学、热学、光学、电磁学、无机化学、分析化学、化学工艺、物质结构理论以及哲学、神学等，其中最突出的当数化学，也为世人留下了诸多不可磨灭的化学成就。

1660年的一个清晨，波义尔一如往日准备开展研究工作，在去往实验室的途中路过一片苗圃，爱花的他惊奇地发现，园丁们把苗圃中的紫罗兰花培育得非常鲜艳，于是他把一篮子紫罗兰置于实验室的桌上。在开展实验研究时，波义尔不小心将盐酸洒出，污染了实验台上刚刚摘下的新鲜紫罗兰。波义尔立刻用清水清洗被盐酸飞溅的花瓣。没想到眨眼之间，紫罗兰的紫色花瓣竟然蜕变出了红色。这一奇怪的现象让波义尔喜出望外，索性将所有的紫罗兰都用作了实验材料。他发现实验室中各式各样的酸，都会使紫罗兰的花瓣变为红色，这是一个非常令人惊喜的结论，因为在日后的实验中，利用紫罗兰的花瓣就能即刻分辨出某种物质或溶液的酸碱性了。

除了紫罗兰，波义尔还采集了多种植物进行实验。比如：矢车菊（cornflowers）、玫瑰（roses）、雪花莲（snowdrops）、巴西苏木（brazilwood）、报春花（primroses）、胭脂红（cochineal）及石蕊地衣（litmus lichen）的花瓣、树皮或根，用酒精与清水浸泡后形成了不同溶液，然后让其对酸碱物质做检测，竟然发现这些浸液有些遇酸会变色、有些遇碱会变色。他发现大部分的植物在酸和碱的作用下都能改变颜色。其中以石蕊地衣中提取的紫色浸液最为明显，它遇酸变为红色、遇碱则变为蓝色。

这样一来，不就可以用这些植物的浸液来辨认什么是酸，什么是碱了吗？波义尔将这样能测出酸碱的浸液称之为“酸碱指示剂”。利用这个特点，聪明的波义尔想到了用石蕊滤液把纸浸透后烤干，用于检测溶液的酸碱性，这也成为实验室里沿用至今，也是现在最常见的酸碱试纸——石蕊试纸。

这其中的原因是什么呢？原来花朵中含有能显色的花青素，花青素是一种水溶性植物色素，是天然的酸碱指示剂，遇到酸性或是碱性物质，花青素就会呈现出不同的颜色。我們可以利用生活中常见的黑枸杞、紫甘蓝、蝶豆花等天然指示剂，验证一下柠檬汁的酸性和小苏打的碱性。一起来尝试一下吧！

下面让我们来做小实验吧

[器材]

紫甘蓝、鲜柠檬、白醋、小苏打、洗洁精、汽水、NaOH、一次性透明杯、滴管、搅拌棒等。

1[实验“调皮的颜色”]

准备好白醋和配制好的NaOH溶液。将白醋滴加到小苏打和洗洁精溶液中；再将NaOH溶液滴加到鲜柠檬汁、白醋和汽水中，观察酸碱中和反应之后溶液的颜色转变。

2[实验“多彩甘蓝”]

把紫甘蓝撕成小块放入玻璃杯中，倒入开水静置10min左右直至杯中水呈紫色即可。将鲜柠檬汁、白醋、小苏打、洗洁精、雪碧分别倒入一次性透明杯中，小苏打和洗洁精用适量清水溶解备用。用滴管将玻璃杯中的紫甘蓝浸出液滴入不同待检材料中，就能观察到颜色变化啦！