实验园地ｌ·趣ＱＵＷ味ＥＩ与ＹＵ新ＸＩＮ奇Ｑ！· 中 ．‘ ， ２０１ ５￣煮煮 味精 关于氨基酸性质的实验设计 陈艳艳 （浙江省青田中学 浙江丽水文章编号：１００２－２２０１（２０１５）１０－００５３－０１ ３２３９００） 文献标识码：Ｂ 中图分类号：Ｇ６３３．８ 问题提出 苏教版高中化学《有机化学基础》第１０２面提到：氨 基酸分子中既有氨基又有羧基，是两性化合物。随着水 溶液ｐＨ的不同，氨基酸在溶液中存在的形态也不同。 在酸性条件下，氨基酸主要以阳离子形态存在；在碱性 条件下，氨基酸主要以阴离子形态存在。当溶液中的氨 基酸主要以两性离子的形态存在时，它在水中的溶解度 最小，可以形成晶体析出。 在氨基酸的教学中，教师通常是从结构上（既有氨 基又有羧基）分析氨基酸的两性，从理论上分析当水溶 液的ｐＨ不同时氨基酸在溶液中的存在形态也不同，而 对于两性离子在水中溶解度最小的性质，教师往往是让 学生死记硬背。 在实际教学中，不免有学生提出疑问： 为什么两性离子在水中溶解度最小？而在高中学习阶 段，教师很难从本质上给学生讲清楚两性离子在水中溶 解度最小的原因，课本上也没有具体的实验能够说明问 题。为了让学生更直观地认识氨基酸的两性以及两性 离子在水中溶解度最小的性质，笔者选用日常调味 品——味精设计了课堂演示实验。 二、实验原理 氨基酸在水溶液中的三种存在形态的相互转化关 系如下： Ｈ Ｈ Ｒ—ＣＨ—ＣＯ０一 ＝± Ｒ—ＣＨ—ＣＯＯ— ＝ Ｉ ＯＨ— ｌ ＯＨ— ＮＨ２ ＮＨ３ Ｒ—ＣＨ—ＣＯＯＨ Ｉ ＮＨ３ 味精又称味素，是调味料的一种，其主要成分为谷 ０ ０ 氨酸钠（Ｈ。 Ｖ 八。Ｎ ）。通过调节谷氨酸钠溶液的 ＮＨ ｐＨ可实现谷氨酸不同存在形态之间的相互转化。查找 有关文献可知，谷氨酸的等电点（即氨基酸以两性离子 的形态存在时溶液的ｐＨ）为３．２２。 三、实验设计 本实验的关键是对溶液ｐＨ的控制。笔者采用不同 浓度的盐酸和氢氧化钠溶液调节谷氨酸钠溶液的ｐＨ， 结果发现：盐酸、氢氧化钠溶液的浓度太小，会造成溶液 量较多，析出晶体的时间较长；浓度太大，较难控制溶液 的ｐＨ，析出晶体的现象可能不明显。经过多次实验后， 笔者终于找到了如下现象明显的实验方案。 １．实验仪器与试剂 烧杯、试管、滴管，味精（谷氨酸钠３９９％）、６ ｍｏｌ／Ｌ 盐酸、６ ｍｏｌ／Ｌ氢氧化钠溶液。 ２．实验步骤 （１）用味精配制谷氨酸钠饱和溶液。 （２）取２ ｍＬ谷氨酸钠饱和溶液，滴加１．５ ｍＬ ６ ｍｏｌ／Ｌ 盐酸，充分振荡１０～２０ Ｓ，析出大量晶体。将试管倒置， 没有液体流出，晶体全部附着在试管内壁。 （３）继续滴加６ ｍｏｌ／Ｌ盐酸（约１．９ ｍＥ），边振荡边 滴加直至晶体恰好溶解。 （４）取３ ｍＬ（３）中溶液，逐滴加入６ ｍｏｌｆＬ氢氧化钠 溶液（２５滴左右），充分振荡，溶液变浑浊。若析出晶体 的量太少，可适当再滴加２～３滴氢氧化钠溶液。 （５）继续滴加６ ｍｏｌ／Ｌ氢氧化钠溶液，晶体又溶解。 ３．实验现象 谷氨酸钠溶液 析出晶体 晶体溶解 析出晶体 晶体溶解。 四、实验说明 １．谷氨酸钠饱和溶液的配制：先用热水溶解味精， 冷却后若有晶体析出即为饱和溶液。 ２．严格控制盐酸、氢氧化钠溶液的用量，采用逐滴 加入的方式。 ３．经实验发现，选用６ ｍｏｌ／Ｌ盐酸能使析出的晶体 。建 Ｍｉｄｄｌｅ Ｓｃｈｏｏｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ 中 · 煮嘉 。趣ＱＵＷ味ＥＩ与ＹＵ新ＸＩＮ奇ＱＩ’ｌ■实验园地 ＾口口· Ｉ ’ 桓 乙炔与氯气反应趣味实验设计 钟汝永范艳宇唐曙光茶新美 （临沧市第一中学云南临沧６７７０００） 摘要：设计乙炔与氯气反应的趣味实验，并由实验现象推断该反应为置换反应而不是加成反应。 关键词：乙炔与氯气反应；实验设计；趣味实验；水火相容 文章编号：１００２－２２０１（２０１５）１０－００５４－０１ 中图分类号：Ｃ，６３３．８ 文献标识码：Ａ 实验过程 示，师生们都会认为是加成反应。大学教材中指出：“炔烃 与两分子氯或溴加成，生成四氯或四溴代烷”…，“氯与乙 炔作用，一旦反应开始就很猛烈，在过量氯存在下最后生成 １，１，２，２一四氯乙烷” ，都是加成反应，但未指明反应条件。 工业上制备四氯乙烷，为使反应顺利进行，已明确指出加成 反应条件是ＦｅＣＩ 催化、８０～８５℃、四氯乙烷作溶剂 Ｊ： ＦｅＣｌ 实验装置如图１所示，取一大饮料瓶去底，瓶口塞 入双孑Ｌ橡皮塞，插人尖嘴导管并使瓶内两尖嘴尽量靠 拢。将饮料瓶固定在铁架台的铁圈上，夹紧止水夹，向 瓶中加水。把分别收集满乙炔和氯气的两支大注射器 连接到瓶外左右两边导管上。打开止水夹，同时缓缓推 入两种气体，控制好气流速度，使尖嘴口约每秒冒出一 个气泡。随着气泡冒出，水里间断发出啪啪响声，产生 明亮火球并伴有浓烈黑烟，火球迅速上升至水面，黑烟 向外扩散，粘附在瓶壁或悬浮于水中。现象十分精彩、 有趣，场面非常震撼（如图２所示）。 Ｈｃ ｃＨ＋２ＣＩ２ 肃８０～８５℃ ｃ ２ｃＨ—ｃＨｃ ２ 有机化学反应很复杂，常伴有副反应发生。本实验 中两种气体在水中剧烈反应产生浓烈黑烟，我们推断在 此条件下发生的主反应是置换反应而不是加成反应： Ｃ２Ｈ２＋Ｃｌ２ Ｃ＋２ＨＣ１ 旦 图１ 实验装置 图２ 实验现象 我们用启普发生器的球形漏斗代替饮料瓶，将球形 漏斗倒置，把水加至漏斗颈细口处进行实验，水中产生 的黑烟大都滞留在水里很少逸出水面，粘附于瓶壁和悬 浮于水中，漏斗球体整体变为黑色而不透明。由此说 明：黑烟不是乙炔在空气中被火球点燃才产生，而是乙 炔与氯气在水中反应就产生了，这有力地证明了该反应 为置换反应。 二、注意事项 因为水中火球上升速度非常快，为便于观察到“水 本实验如在课堂上或学生课外活动中演示，则可以 火相容”现象，一定要控制好气体流速，并采用大的饮料 使学生感受到化学的神奇和有趣，体会有机化学反应的 复杂性和多样性。 参考文献 瓶且瓶中水柱要高。如果直接将制气装置连接到饮料 瓶口，常因气流速度过快，导致反应猛烈，响声大，火球 瞬间窜到水面，产生“蘑菇云”一样的黑烟，会烧毁水面 以上的瓶体。 三、化学反应类型推断 中学化学教材虽没有明确指出乙炔与氯气的反应属 于哪种反应类型，但受乙炔通入溴水中发生加成反应的暗 ［１］ 胡宏纹．普通高等教育“十五”国家级规划教材：有机化 学上册［Ｍ］．第３版．北京：高等教育出版社，２００６：１３９． ［２］ 天津大学有机化学教研室，等．高等学校试用教材：有机 化学［Ｍ］．北京：人民教育出版社，１９７８：６５． （本文编辑：陈梓） 全部附着在试管内壁，即使倒置试管也没有液体流出。 五、实验评价 氨基酸。用演示实验代替传统的讲授，不仅有利于激发 学生学习的兴趣，同时也能帮助学生更好地理解氨基酸 的性质，增强教学效果。本实验中使用的原料是味精， 它是一种日常调味品，充分体现了化学与生活的联系。 （本文编辑：蓝风） 上述实验现象直观地说明氨基酸具有两性，氨基酸 以两性离子形态存在时，它在水中的溶解度最小，可以 形成晶体析出，进而说明可以通过控制溶液的ｐＨ分离 国Ｌ立 Ｍｉｄｄｌｅ Ｓｃｈｏｏｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ
