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1、十中报社,出版人:麦子峰 严志冲,月饼吸氧剂的探究与实践,导读栏,研究原因,我们吃月饼时,偶然把包装袋内的那一小包保鲜剂拿在手上,我们忍不住把另一包保鲜剂迅速打开,发现里面的物质是黑色的粉末,它到底是什么物质呢?我们还注意到它发热的时间持续很长,约半个小时以上,温度很高,约有50度以上。我们饶有兴趣地想从它的小包装袋中寻找它的成分,结果从包装袋上看到“吸氧剂”三个字。,月饼的吸氧保鲜剂剂,包装袋上有气孔,第二天我们观察到发热后的吸氧剂颜色发生了变化,原来黑色的粉末竟然变成黄色的块状的固体。那么它是怎样吸氧的?原来在包袋上有很多小孔,能够吸空气就是通过这些小孔的。为什么要放这样的物质去吸氧呢?,
2、研究方法,1、通过实验验证吸氧剂是否真的吸氧。分别制取3瓶体积为125毫升,125毫升和1000毫升的氧气,然后把3包规格5 x 4cm的吸氧剂(刚从月饼包装袋中取出,未露置在空气中)分别放进3瓶氧气中,其中一包拆掉包装袋。观察温度的变化和温度变化的持续时间。2、通过实验去验证我们的猜想:该吸氧剂成分可能含有铁粉,因为我们从它露置在空气后会变黄色,想到是铁生锈的颜色从而想到成分中含有铁。首先取样加入稀盐酸,观察现象;并收集气体检验是否氢气。我们在取样时发现:包装名称为脱酸素剂的吸氧剂它吸收空气后即反应后的物质是黄褐色的粉末;而包装名称为吸氧剂和脱氧剂的它们反应后的物质是黄褐色块状的。那么,它们
3、的成分是否有不同呢?我们分别取样进行了实验。把反应后的物质过滤,观察在滤纸上的物质的颜色状态,再加水观察是否能溶于水。然后往滤液中滴入几滴硫氰化钾溶液,观察溶液是否变血红色。,3、月饼吸氧剂的成分有:活性化铁粉、金属卤化物等,其原理是将铁粉和金属卤化物等之水溶液充分混合,使金属卤化物等涂布于铁粉表面,通过金属卤化物吸收包装容器内的水分来促进和控制铁粉的吸氧和氧化。即该保鲜剂是铁粉之表面涂覆以金属卤化物等之后过充分干燥制成的。我们再次上网查找,获知可以用硝酸银溶液检验,如果产生白色至黄色的沉淀,并且加稀硝酸沉淀不溶解,可证明含有氯离子、溴离子或碘离子中的一种。那么如何检验它的阳离子是哪种金属离子
4、呢?4、于是我们进行了实验:用硝酸银溶液和稀硝酸检验,并进行了焰色反应。观察现象并记录。5、再次上网查找资料,获知用活性铁粉、氯化钠、活性碳粉等物质混合在一起就可以做成“热敷散”。利用它持续发热的特点可以用来给病人热敷。原来金属卤化物就是氯化钠。6、把铁粉放在二氧化碳气体中保存。这次把接近烘干的铁粉放入一瓶新制的二氧化碳中,然后把瓶子放在水槽中进行冷却。待铁粉冷却到室温时,取出一勺的铁粉放进一瓶氧气中。观察到瓶壁发热,温度在不断上升,瓶壁有大量的水珠,温度计的读数在两分钟内升到了70oC,瓶内铁粉逐渐变黄色。我们成功了,终于找到了吸氧剂发热的原因了就是活性铁粉与氧气发生氧化反应同时放大量的热!
5、,9、既然活性铁粉能够吸收氧气而且发热,那么吸氧剂为什么还要加入氯化钠和活性碳粉呢?氯化钠的作用是否就如网上的资料所讲的:通过金属卤化物吸收包装容器内的水分来促进和控制铁粉的吸氧和氧化呢?那么活性碳粉的作用又是什么呢?我们决定用实验探究。还有既然是模拟制作,那么应该有包装袋,但如何去找既透气却不能漏出药品的袋子呢?我们想到了用实验室的滤纸代替。我们的分别进行了以下的四组探究实验:3g活性铁粉、0.4 g的活性碳粉;3 g活性铁粉、0.5 g氯化钠,实验过程与所得的数据,实验一:探究吸氧剂的吸氧情况 通过实验验证吸氧剂是否真的吸氧。分别用向上排空气法收集3瓶体积为125毫升,125毫升和1000
6、毫升的氧气,简称为A瓶B瓶C瓶。然后把3包规格为5 x 4cm质量为3.4g的吸氧剂(刚从月饼包装袋中取出,未露置在空气中)分别放进3瓶氧气中,其中一包拆掉包装袋后放进瓶B。观察温度的变化和温度变化的持续时间。瓶内现象及用带火星木条检验吸氧剂吸氧的效果如何。,体积不同的三瓶氧气,放了吸氧剂后温度上升集气瓶瓶壁充满水珠,结论:实验说明吸氧剂吸氧时放出大量热量,它产生的热量足以使温度在约2分钟的时间内上升至60 以上,并且持续约1分钟。同时还产生了大量水蒸气,对比直接放置在空气中的吸氧剂,由于空气中氧气的浓度较低,所以与空气反应时温度上升相对较慢,但持续发热的时间相对较长。而吸氧剂的吸氧量与吸氧剂
7、的质量有关。反应过程中,灰黑色粉末逐渐变黄色说明在此过程发生了化学反应,从颜色的变化我们猜想是铁粉被氧化成铁锈的过程。,灰黑色粉末逐渐变黄色,实验二:实验探究吸氧剂的成分 我们初步猜想该吸氧剂成分之一可能含有铁粉。首先取样加入稀盐酸,观察现象;并收集气体检验是否氢气。把反应后的物质过滤,观察在滤纸上的物质的颜色状态,再加水观察是否能溶于水。然后往滤液中滴入几滴硫氰化钾溶液,观察现象。,脱氧剂露置在空气中两天后结成黄色块状,脱酸素剂的露置在空气中两天后没有结块,呈棕黄色粉末状。,吸氧剂加入稀盐酸产生大量无色气泡,过滤后滤纸上有黑色粉末,加入硫氰化钾,溶液产生血红色,结论:上述的实验现象说明吸氧剂
8、中一定含有铁的单质。由于吸氧剂放在空气中与氧气反应,因此部分的铁被氧化为氧化铁,故与盐酸反应,生成了3价的铁离子。而3价的铁离子遇硫氰化钾溶液变血红色。由此可证明该吸氧剂一定含有铁单质。从滤纸上的不溶性黑色粉末可推断吸氧剂是混合物,可能有木炭粉等密度比水小的物质。脱酸素剂与盐酸充分反应后,过滤,在滤纸上留下的黑色粉末较多,说明该剂成分中含有较多的可能是木炭粉等的物质。而另外两种吸氧剂反应后在滤纸上留下的黑色物质没有这么多,这也许是它们含有该物质较少的原因。因此我们发现这些吸氧剂的配方是有所不同的。,四、目前市面上使用的吸氧剂,吸氧保鲜剂系列是一种新型外用(非添加类)保鲜剂,由于其绿色、环保,无
9、污染,得到了越来越广泛的应用。将本品与保鲜产品一起封入密封容器后,经12天时间,使容器内氧气浓度降至0.1以下;而且在此后,借助储备能力,不断将渗入氧气吸收,使被保鲜产品处于无氧状态。从而使微生物(细菌、霉菌等)丧失条件,油脂、蛋白质等有效成分的氧化分解,已确保质量。它的优点主要有:1、物理保鲜、安全无毒、无异味、无副作用;2、能力强,后劲绵足,除氧更彻底,效果好于真空(充氮)包装。3、受湿度、温度影响极小。目前市场上的一些间接载水型(吸水型)除氧剂,会使月饼的回油速度变慢,回油质量变差,采用一般的释放型保鲜剂:如酒精保鲜剂,会影响口感,二氧化氯保鲜剂更是一种强氧化剂,这些保鲜剂多无法控制月饼
10、的油脂在有氧环境下的氧化变质,检验出月饼的过氧化值过高。严重时出现发哈(酸败)现象,而且会影响饼皮的酸碱性,会出现少许皱纹,失去光泽。而除氧保鲜剂采用直接载水的先进生产工艺,除氧保鲜剂含水量和各种成分的配方设计科学合理,吸氧量和除氧效率明显提高。包装材料的阻氧性以及包装的气密性也是影响除氧剂的重要因素。,五、收获和体会,经过这次的实验研究使我们认识到化学与生活的密切联系,体会运用化学的知识进行不断的研究与开发能够制造除一些新产品为人类造福。如月饼吸氧剂是一种效果好于真空(充氮)包装,由于它的成分是活性铁粉,氯化钠,活性炭等,这些物质对环境无污染,是绿色的环保的保鲜剂,因此得到了越来越广泛的应用。更重要是我们从这个探究的过程中,虽然经历了挫折和失败,同时也享受到了成功的喜悦。我们非常享受整个的过程。整个实验的过程我们学会了合作与交流,分析与推断能力得到了充分的锻炼与提高,实验的操作能力也大大增强。这使我们深刻地感受到不能光满足于课堂所学的知识,而且要充分运用所学知识去学会学习,学会观察,学会分析与探究,学会围绕主题去查找资料。而且,通过探究我们认为这些吸氧剂是可以回收与利用的。如我们建议同学们回收这些保鲜剂给实验室,作为给同学们实验用铁粉。我们还把我们的研究成果在校内进行展示,让老师和同学们不但能分享我们的成果也希望能启迪同学们热爱学习和学会学习。,END,