化学：学会这招，告别吃土不是梦

陈九昂

早在古代，人们就对酸、碱、盐有了一定的认识：食醋、果汁中有酸，明矾是碱。但人们对于酸与碱并没有系统的认识与研究。从17世纪酸碱刚开始系统分类，到如今我们可以很方便地去测量某一溶液的酸碱度，这中间经历了相当漫长的过程。

吃土？为什么会吃土？

这是一个黄昏。晚照落在田垄上，让田间笼上了一片橙色。按理说到了这时候，农人应当都收拾了锄具归家去了，但是在这片田地里，还有几个格外勤劳的农民，他们跪在地上，正在……吃土。

是的，吃土。就是字面意义上的吃土。不过，他们吃土可不是因为贫穷，而是在通过这样的手段，来测试土壤的酸碱性。

我们都知道，土壤的酸碱性强弱对农作物的生长有很大的影响，酸性过强会使农作物的根系发黑，而若是碱性过强，则会使土壤腐蚀农作物并且板结成块，草木难生。

除此之外，不同的农作物对土地酸碱度的要求也不同。所以在播种之前，必须要先对土地的酸碱性有一个简单的了解，才能决定种什么样的作物，施什么肥。

当时可没有石蕊试液、酚酞试、液，更别说酸碱指示剂，于是农民只能通过吃土的方式来简单判定土地的酸碱度，甚至有不少人因此而染上了疾病。

直到17世纪，事情才出现了转机。

紫罗兰变成了红色

那是一个清晨，英国化学家罗伯特·波义尔照例走进他的实验室，他一边穿上白大褂，一边将目光落在实验台上的那株紫罗兰上——

那是他女朋友最爱的花。女朋友去世之后，他每天都要在实验台上摆上一株新鲜的紫罗兰，才能安心做实验研究。但是这一天出了点意外，他在做实验的时候，不小心将几滴浓盐酸落在了紫罗兰的花瓣上，花瓣尖上都冒起了轻烟。

波义尔眼疾手快地用清水冲洗紫罗兰，这时奇怪的事情发生了。那紫罗兰花瓣上，沾了浓盐酸的地方经过清水冲洗之后，竟然变成了红色！

波义尔大惊，当即往几个烧杯中倒入了不同种类的经过稀释的酸，又将紫罗兰放入烧杯中，然后发现，先，前的现象并不是巧合，所有的紫罗兰都变成了红色！

也就是说，酸中存在某种成分，能够让紫罗兰从紫色变成红色。换句话说，紫罗兰能通过变色来检测出酸的存在！

这要是普通人，发现了这一点恐怕早就要到处嚷嚷了，但波义尔毕竟不是普通人。他心中十分激动，但很快冷静了下来，又举一反三地想：既然紫罗兰对酸有这样的反应，那么对碱会不会有不一样的反应呢？除了紫罗兰之外，会不会还有其他植物有这样的反应呢7因此，他展开了一轮又一轮的实验。

最后，波义尔发现，石蕊地衣中提取的紫色浸液在实验过程中遇酸变成红色，遇碱则变为蓝色，最为明显。于是，波义尔用石蕊浸液把纸浸透，然后烤干，制成试纸——这便是石蕊试纸的诞生，也是如今实验中最为常见的酸碱试纸。

花儿为什么会变色？

那么，为什么这些指示剂遇到到酸和碱会变色呢？这就不得不先提到一个概念——DH值了。

所谓pH值，又称为氢离子浓度指数，其中的p为德语Potenz，意味力量或浓度，而H代表的是氢离子，是衡量水体酸碱度的一个值。通常而言，pH值<7为酸性，pH值=7为中性，pH值>7为碱性。

而酸碱指示剂的主要成分通常是一些有机弱酸或是有机弱碱。以我们较为熟悉的酚酞试液（以H1n表示）为例，当他们处在溶液中时，会发生电离，从而导致溶液中出现了如下的电离平衡：

HIn=H⁺+In^-

酚酞的离子是红色的，而分子却是无色的，所以当H+浓度过高时，溶液中就会存在较多的HIn，酚酞基本上处于分子状态，从而呈无色，而当其处于碱性环境中，较多的OH-与H+相结合，从而使酚酞以离子In-的形式存在，故而溶液就显出了红色。

当然，不管是碱性环境还是酸性环境，酚酞的分子与离子的形式都是共同存在的，只是多与少而已。不过由于我们人类的眼睛的辨别能力有限，只有比、例比较大的时候，我们才能观察到颜色的变化，所以对于我们而言，只有当酚、酞处于碱性环境中时，我们迟钝的眼睛才能发现酚酞变色了。

自制酸碱试纸不是梦

听起来是不是有点复杂呢？没有关系，虽然了解它的原理有一定的难度，要动手制作酸碱指示剂却并不难。

我们只需要买一株新鲜的紫甘蓝，把它的菜叶尽可能地切碎，放入杯中，然后倒入开水，静置30分钟，再将碎菜叶过滤掉，剩下的液体就是我们所需要的“酸碱指示液”啦。

在紫甘蓝汁液中，起到酸碱指示作用的成分叫做花青素，它广泛地存在于植物的液泡之中，本身并没有颜色。但是溶于水中之后，在不同pH值的环境下，它会呈现出不同的颜色。

通常而言，花青素遇到酸会偏红色，遇到碱则呈现蓝色或是浅绿色，而显色在我們的眼睛能够捕捉到的范围之内是很容易观察到的。

那么你还在等什么呢？学会这个自制酸碱指示剂的方法，从此踏上人生巅峰，告别吃土不是梦！