芙蓉花為什么會(huì)變色

學(xué)校校園內(nèi)外都有許多芙蓉樹，每當(dāng)秋天悄然而至，顏色艷麗的芙蓉花總令人流連忘返。最讓人稱奇的是，這些芙蓉花都會(huì)經(jīng)歷從白色到粉紅色、再到紫紅色的顏色變化過程。

為什么芙蓉花會(huì)變色？哪些因素能影響花瓣中顯色物質(zhì)的生成？花瓣中顯示不同顏色的物質(zhì)能應(yīng)用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)或生產(chǎn)嗎？帶著這些疑問，我開始對(duì)芙蓉花變色原因與芙蓉素的化學(xué)應(yīng)用進(jìn)行探究。

一、探究目的

通過查詢資料得知，芙蓉花顯現(xiàn)不同顏色與花中所含的色素有關(guān)，花的顏色因酸、堿濃度以及養(yǎng)料、水分、溫度等條件的變化而呈現(xiàn)深淺不同的狀態(tài)。但對(duì)于芙蓉花顯色原因，大多資料都只是模糊描述，沒有解釋清楚。

為了弄清芙蓉花變色原因并能對(duì)其中所含特殊物質(zhì)進(jìn)行化學(xué)應(yīng)用，我和伙伴們將芙蓉花中顯色的色素稱為“芙蓉素”，開始進(jìn)行科學(xué)探究。

二、提出假設(shè)

我們提出了以下假設(shè)：

1.芙蓉花變色是因?yàn)榛ò旰熊饺厮睾退釅A性物質(zhì)，它們共同作用使花瓣顯示特殊顏色。

2.溫度、光照、水和花期的早晚都會(huì)影響芙蓉花變色。

3.芙蓉素可用作酸堿指示劑和進(jìn)行酸堿滴定。

三、設(shè)計(jì)方案與實(shí)驗(yàn)

我們?cè)O(shè)計(jì)了兩個(gè)方案探究芙蓉花的變色原理。

方案一：酸堿能否讓花變色

1.向兩個(gè)燒杯中各倒入約50毫升的5%氫氧化鈉溶液，再分別向燒杯內(nèi)加入白色、紅色芙蓉花瓣并觀察。

2.向兩個(gè)燒杯中各倒入約50毫升的5%稀鹽酸，再分別向燒杯中加入白色、紅色芙蓉花瓣并觀察。

通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)白芙蓉花遇酸和堿均不變色，紅芙蓉花遇酸不變色，遇堿變成白色，說明芙蓉花中可能不含堿性物質(zhì)。

方案二：芙蓉素遇酸堿變色情況

1.分別將白色和紅色芙蓉花瓣放入研缽中搗碎，加入酒精后提取白花和紅花中的芙蓉素。

2.向兩個(gè)燒杯中各加入約20毫升5%的氫氧化鈉溶液和稀鹽酸，再分別滴加幾滴白芙蓉素，發(fā)現(xiàn)氫氧化鈉溶液變?yōu)辄S色，稀鹽酸溶液無變化。

3.向兩個(gè)燒杯中各加入約20毫升5%的氫氧化鈉溶液和稀鹽酸，再分別滴加幾滴紅芙蓉素，這時(shí)氫氧化鈉溶液先變綠色再變成黃色，稀鹽酸溶液則呈現(xiàn)紅色。

實(shí)驗(yàn)表明，白芙蓉花和紅芙蓉花中含有不同的芙蓉素，而且花中都含有酸性物質(zhì)，二者共同使花呈現(xiàn)不同顏色。

芙蓉素遇酸、堿能顯示不同的顏色，所以提取芙蓉素可用于化學(xué)實(shí)驗(yàn)或化工生產(chǎn)。

將白芙蓉花的花瓣研碎放入細(xì)口瓶中，加入適量酒精，30分鐘后過濾所得到的液體我們稱之為白芙蓉素，用同樣的方法從紅芙蓉花瓣中提取的液體稱之為紅芙蓉素。

將濾紙放入盛有白芙蓉素溶液的燒杯中浸泡后取出烘干，如此反復(fù)5次，得到白芙蓉素試紙。將濾紙放入盛放紅芙蓉素溶液的燒杯中浸泡后取出烘干，如此反復(fù)5次，得到紅芙蓉素試紙。

四、影響芙蓉花變色的因素

1.氣溫對(duì)芙蓉素生成的影響

我們觀察了晴天和雨天芙蓉花變色時(shí)間的長(zhǎng)短，結(jié)果如表1。

由于雨天比晴天氣溫低，可推斷氣溫對(duì)芙蓉素的生成有一定影響。

2.光照對(duì)芙蓉素生成的影響

我們從一棵芙蓉樹上選取兩朵相似的芙蓉花，將其中一朵用黑色塑料袋包住進(jìn)行遮光處理，24小時(shí)后觀察，發(fā)現(xiàn)兩朵芙蓉花都由白色變成紫紅色，變色程度基本一致，所以初步斷定陽光對(duì)芙蓉素的生成沒有影響。

3.水對(duì)芙蓉素生成的影響

在方案一的探究過程中，我們發(fā)現(xiàn)浸沒于酸、堿中的白色芙蓉花瓣24小時(shí)后不變色，那么會(huì)不會(huì)是水阻礙了芙蓉素的生成呢？

我們?nèi)善咨饺鼗ò曛糜诳諝庵校砣善咨饺鼗ò曛糜谒校ㄆ渲幸黄∮谒妫硪黄胨校?4小時(shí)后觀察，空氣中的白色花瓣變?yōu)榉奂t色，置于水中的白色花瓣未變色，水面上的白色花瓣變?yōu)榉奂t色。

由此斷定，水不影響芙蓉素的形成，泡在水中的白色花瓣由于缺氧死亡而不能生成紅芙蓉素。

4.花期的早、晚對(duì)芙蓉素生成的影響

芙蓉花花期有兩個(gè)月左右，從每年9月底開花，一直可以持續(xù)到11月底。在10月開花時(shí)，芙蓉花從白色變成粉紅色，再變成紫紅色，而在11月開花時(shí)，芙蓉花從白色變成粉紅色，花凋謝時(shí)為粉紅色。

由此說明，花期對(duì)芙蓉素的生成影響很大，早期的花顏色非常艷麗，生成的芙蓉素較多，晚期的花顏色較淡，生成的芙蓉素較少。

五、芙蓉素在化學(xué)中的應(yīng)用

（1）用芙蓉素試紙鑒定酸和堿

1.取4張白芙蓉素試紙，向其中3張分別滴2～3滴稀鹽酸、氫氧化鈉溶液和水，另一張?jiān)嚰堄糜趯?duì)比。結(jié)果發(fā)現(xiàn)滴了稀鹽酸和水的白芙蓉素試紙均不變色，滴入氫氧化鈉溶液的則變成亮黃色。

2.取4張紅芙蓉素試紙，向其中3張分別滴2～3滴稀鹽酸、氫氧化鈉溶液和水，另一張?jiān)嚰堄糜趯?duì)比。結(jié)果發(fā)現(xiàn)滴入稀鹽酸的紅芙蓉素試紙變?yōu)榧t色，滴入氫氧化鈉的則先變成綠色，再變?yōu)辄S色，滴入水的則沒有變色。

（2）利用紅芙蓉素進(jìn)行酸堿滴定

由于紅芙蓉素變色的PH范圍小，且顏色變化顯著，所以使用紅芙蓉素作指示劑做酸堿滴定的實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛉〉昧己玫男Ч?/p>

由此得出結(jié)論：芙蓉素溶液和芙蓉素試紙均可用于酸、堿的鑒定，而紅芙蓉素溶液還可用于酸堿滴定實(shí)驗(yàn)。尤其在用芙蓉素試紙檢驗(yàn)酸和堿時(shí)，耗酸、堿量小，效果非常顯著，具有推廣價(jià)值。

在活動(dòng)中我發(fā)現(xiàn)同一顏色的芙蓉花在不同時(shí)期所含芙蓉素成分也有所區(qū)別，在進(jìn)行同一實(shí)驗(yàn)時(shí)效果有所不同。

比如，剛開放的和開放一段時(shí)間后的白芙蓉花中的芙蓉素成分不同，前者提取的芙蓉素加入酸中呈無色且澄清，后者提取的芙蓉素加入酸中呈淡黃色且渾濁。這些現(xiàn)象值得我們進(jìn)一步探究。（指導(dǎo)老師：肖軍華）