酷炫小实验：变身吧，花青素！

窗敲雨

松鼠名片

毕业于北京大学药学院，却没有选择走进实验室和药房。2009年开始科学写作，擅长挖掘日常生活所见中的科学与选题。善于与谣言作斗争，目前执掌科学人“谣言粉碎机”，是果壳网第三代“谣言粉碎娘”。拥有个人公众号"酷炫科学"。

花青素类物质是自然形成的酸碱指示剂，在不同的pH条件下会呈现出不同的颜色，这一点大家在学校里都会学到。原理虽然不算复杂，不过实际动手做一下，其实还是挺有乐趣哒~

一个常见的花青素来源是紫甘蓝（紫洋白菜），把紫甘蓝稍微切一切，加水稍煮几分钟，然后倒出深紫色的汁液，你就得到了彩虹色的酸碱指示剂。在pH1到14之间，紫甘蓝指示剂有着丰富的变色效果，下面是Compound interest的信息图示：

图片来源：Compound interest

在这里可以下载到彩色花青素图的高清完整版：

http://www.compoundchem.com/wp-content/uploads/2017/05/Making-a-Red-Cabbage-pH-Indicator.pdf

颜色的变化，与花青素在不同pH条件下的结构变化有关，在图中也标出了不同pH范围的结构变化。花青素在水中很容易溶出，紫米在淘洗的时候掉色，也是因为花青素类物质溶解到了水中。

许多食品的颜色来源都是花青素

图片来源：pixabay

当然，纯粹的居家小实验不容易达到这么全的pH，一般来说，做出来也就是红色-紫色-蓝绿色这几个色号。

下面是松鼠窗敲雨所做的花青素小实验。酸性和碱性物质一般可以用白醋和食用碱，不过这次只找到泡打粉（含碳酸氢钠，所以呈碱性），所以就用泡打粉代替了。

白醋的效果：

然后是泡打粉（这个泡打粉含有碳酸钙，所以并不是完全溶解的）：

最后是另外一种神秘物质：

你猜到这是啥了吗~答案是——84消毒液！84消毒液中的次氯酸钠具有强氧化性，它破坏了花青素原有的化学结构，改变了颜色。

花青素变色的原因是化学结构随着pH，发生了一些改变，螃蟹中的虾青素也是这样，这种随着酸碱性的改变是可逆的，不过，被氧化破坏的就回不来了。

顺便说一句，很多有颜色的有机化合物都含有共轭的结构，也就是下面这样单双键交替的样子，这样的结构会使得一些电子（π电子）变得更加“自由”，它们跃迁需要吸收的能量变小了，于是就有更大机会吸收可见光。

这个是花青素中的共轭结构：

在化学实验使用的物品中，还有很多种不同的酸碱指示剂，比如酚酞、甲基橙。它们改变颜色的条件和范围都有些不同，可以适应更多实验的需要。

顺便说，除了醋之外，碳酸其实也可以让紫甘蓝水变色。

左边是萌萌的粉色紫甘蓝苏打水~不过真是一点都不好喝呢╮(╯_╰)╭

PS：基于同样的原理，在做菜时加紫甘蓝经常会产生蓝绿色暗黑料理……

味道虽然不影响，但看起来还是挺没胃口的（加点醋会不会美观一些呢）_(:з」∠)_

另一种暗黑料理，加了蓝莓的糕饼，有时也会呈现奇怪的青绿色，这是蓝莓里的花青素，碰到发面所使用的小苏打（碳酸氢钠）的结果。

变成青色的蓝莓松糕

图片来源：blog.kingarthurflour.com

作者：窗敲雨

排版：红色皇后

首发：果壳网（guokr.com）

题图：pixabay