秀场
魔术师向观众展示一张白纸,向观众说这上面写了一段关于历史的神秘记录,但是只有具有魔力的人才能使它显现出来,接着他让助手拿来一盆水,说他能赋予这盆水魔力,于是魔术师对着这盆水施加了一段时间的魔法,然后拿一块丝绸沾着那盆里的水,洒在那张白纸上,不一会儿纸上果然显现出了一段文字。难道魔术师真的有这般魔力。
揭秘
其实魔术师在表演之前就已经在纸上写了字了,只不过这种字是用特殊的水写的,这种水是一种碱性的水,而魔术师让助手拿上来的水是一种化学物质叫酚酞,当白纸上的碱性水遇到酚酞就会变红。其实,这就是利用简单的化学原理,根本不是什么无字天书。
相关化学概念用于酸碱鉴定的指示剂,称为酸碱指示剂。这是一类结构较复杂的有机弱酸或有机弱碱,它们存溶液中能部分电离成指示剂的离子和氢离子(或氢氧根离子),并且由于结构上的变化,它们的分子和离子具有不同的颜色,因而在pH不同的溶液中呈现不同的颜色。
酸碱指示剂是检验溶液酸碱性的常用化学试剂,像科学上的许多其他发现一样,酸碱指示剂的发现是化学家善于观察、勤于思考、勇于探索的结果。
多年前,英国年轻的科学家罗伯特·波义耳在化学实验中偶然捕捉到一种奇特的实验现象。有一天清晨,波义耳正准备到实验室去做实验,一位花木工为他送来一篮非常鲜美的紫罗兰,喜爱鲜花的波义耳随手取下一朵带进了实验室,把鲜花放在实验桌上开始了实验。当他从大瓶里倾倒出盐酸时,一股刺鼻的气体从瓶口涌出,倒出的淡黄色液体直冒白雾,还有少许酸沫飞溅到鲜花上,他想“真可惜,盐酸弄到鲜花上了”,为洗掉花上的酸沫,他把花用水冲了一下,一会儿发现紫罗兰颜色变红了,当时波义耳既感到新奇又兴奋,他认为,可能是盐酸使紫罗兰颜色变红了,为进一步验证这一现象,他立即返回住所,把那篮鲜花全部拿到实验室,取了当时已知的几种酸的稀溶液,把紫罗兰花瓣分别放入这些稀酸中,结果现象完全相同,紫罗兰都变为红色。
由此他推断,不仅盐酸,而且其他各种酸都能使紫罗兰变为红色。他想:这太重要了,以后只要把紫罗兰花瓣放进溶液,看它是不是变红色,就可判别这种溶液是不是酸。偶然的发现,激发了科学家的探求欲望,后来,他又弄来其他花瓣做试验,并制成花瓣的水或酒精的浸液,用它来检验是不是酸,同时用它来检验一些碱溶液,也产生了一些变色现象。
这位追求真知、永不厌倦的科学家,为了获得丰富、准确的第一手资料,他还采集了药草、牵牛花、苔藓、月季花、树皮和各种植物的根……泡出了多种颜色的不同浸液,有些浸液遇酸变色。有些浸液遇碱变色。不过有趣的是,他从石蕊苔藓中提取的紫色浸液,酸能使它变红色,碱能使它变蓝色,这就是最早的石蕊试液,波义耳把它称作指示剂。为使用方便,波义耳用一些浸液把纸浸透、烘干制成纸片,使用时只要将小纸片放入被检测的溶液,纸片上就会发生颜色变化,从而显示出溶液是酸性还是碱性。今天,我们使用的石蕊、酚酞试纸、pH试纸,就是根据波义耳发现的原理研制而成的。
后来,随着科学技术的进步和发展,许多其他的指示剂也相继被另一些科学家所发现。