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用启普发生器制作果酒和果醋

启普发生器是中学化学教学中常用于制作氢气的实验仪器,随着时代的发展,制作氢气的实验装置已被其他装置所替代,很多中学至今仍然存有启普发生器,由于长时间不用,大量的启普发生器被束之高阁,造成资源的浪费。为了更好地发挥启普发生器在教学中的作用,我们对其进行了适当的改造,将其用来完成果酒和果醋的制作实验、探究果酒发酵过程中酵母菌种群数量变化的实验,取得了良好的教学效果,现将其的改造和使用方法介绍给大家。

1启普发生器的改造

(1)选取适当的橡皮塞,打孔备用,切取一段玻璃管,在酒精喷灯上加热、弯曲成一定的角度,插入橡皮塞的孔中,玻璃管的另一端套上一截乳胶管,乳胶管另一端套上一个去掉胶头的滴管,乳胶管中间夹上铁夹,制成导气管。(启普发生器原有的导气装置的材质是磨砂玻璃,涂上凡士林以防漏气,但该装置的缺陷是,一旦启普发生器内的果汁在发酵过程中产生气体,使装置内的压力增加,就会将其冲脱出来)

(2)收集喝葡萄酒后遗留下的酒瓶软木塞(开瓶时尽量不要损坏),用打孔器打孔,插入一截玻璃管,另一端套上一截乳胶管,用铁夹夹住,制成出料口装置。

(3)将启普发生器的漏斗取出不用,另取合适的橡皮塞,把启普发生器的上端瓶口塞住,启普发生器即改装成制备果酒、果醋的装置(见上图)。

2使用

2.1果酒的制作

(1)取新鲜的葡萄(或苹果等水果),或根据各地的实际情况,用当地所产的特有水果,将其冲洗干净,去其果枝,稍晾干。

(2)将榨汁机、启普发生器及其附属装置清洗干净,晾干,并用70%的酒精进行消毒。

(3)将葡萄榨汁后,为了增加制作果酒的口感,可按比例适当添加一些蔗糖,待蔗糖溶解后,将果汁装入启普发生器中。需要注意的是,果汁的液面必须低于排气口(如果用苹果或其他水果等果汁制作果酒,还应加入少许干酵母),启普发生器上端用橡皮塞好,构建好一个密闭的发酵环境,对果汁进行酒精发酵。

(4)在果酒发酵过程中,需严格控制温度在18℃~25℃之间,从第二天起,就可看到发酵液中有气泡产生,因此,每隔12小时将排气口的铁夹打开进行排气(打开铁夹时,滴管口朝下),然后再夹好铁夹。在此过程中,还可进行发酵过程中所排气体的成分鉴定,具体的操作方法是:将滴管口插入装有澄清石灰水的试管中,打开铁夹,让排出的气体与其反应,可见澄清的石灰水变得浑浊,可证明在果酒发酵过程中产生的气体为二氧化碳;或者将所排气体通入装有溴麝香草酚蓝溶液的试管中,可看到试管溶液的颜色由蓝变绿再变黄,也能证明产生的气体为二氧化碳。

(5)两个星期后,将出料口的铁夹打开,用试管取2毫升的发酵液,然后滴加0.5ml溶有0.1g重铬酸钾的浓硫酸溶液,并轻轻振荡,可见试管中溶液的颜色由橙色变成灰绿色,可证明发酵液中有酒精产生。(可在发酵前先做此实验,作为该反应的实验对照)

(6)如果只需制作果酒,此时可取上清液装入事先准备好的干净棕色玻璃瓶内,闭光保存,果酒制作完成。

2.2探究果酒制作过程中酵母菌种群数量变化

在果酒的发酵过程中,还可进行另一项生物实验,即探究果酒发酵过程中酵母菌种群的数量变化,具体操作是:每天定时从果酒发酵液中定量取样,用血球计数板对果酒中的酵母菌数量进行计数,连续进行一个星期的计数操作,统计好每天酵母菌的数量,根据所统计的结果,构建果酒发酵过程中酵母菌种群数量的数学模型,并分析、讨论影响酵母菌种群数量变化的因素,完成实验探究。

2.3果醋的制作

当果酒制作完成后,若需继续制作果醋,可在发酵液中接种醋酸杆菌,同时将启普发生器上端的橡皮塞去掉,盖上两层纱布,用橡皮筋将纱布固定,并将发酵温度升高至30℃~35℃,继续发酵7~10天,可通过观察菌膜的形成、嗅觉及初步品尝或镜检菌种、pH的检验等手段,以判断果醋是否制作完成。

将制作氢气的实验装置启普发生器适当地进行改造后,用于制作果酒、果醋,既解决了启普发生器的闲置问题,也使果酒、果醋制作实验的直观性和可操作性有了进一步的提升;同时还能将多个生物实验在果酒、果醋的制作实验中一并操作完成,既证明了果汁在发酵过程中产生了酒精和二氧化碳,也初步完成了探究果汁发酵液中酵母菌的种群数量变化;将化学仪器用于生物实验,也使得不同学科知识产生了相互影响和渗透。




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