葡萄糖緩慢氧化的數字化實驗研究

錢勇

1實驗目的

緩慢氧化是一個不易察覺的過程，本實驗設計可用于緩慢氧化概念的教學，使得緩慢氧化過程中不易察覺的變化快速的呈現給剛接觸化學的9年級學生，幫助學生理解化學變化的實質；也可用于“營養素”的教學中用于增加學生對化學學習的興趣。本文中筆者借助數字傳感儀，結合生命活動中最重要的一個緩慢氧化反應——呼吸作用，進行了實驗設計。

2實驗原理

反應原理：C₆H₁₂O₆+6O₂——6CO₂+6H₂O。借助數字化實驗，利用O₂和CO₂濃度傳感儀，測量裝置中反應前后O₂、CO₂的濃度差值，可以很清楚的發現O₂濃度降低，CO₂濃度迅速增加，從而得出C₆H₁₂O₆在酵母菌的作用下和O₂反應生成了CO₂。這樣也可以使學生從量變的角度對化學反應是否發生進行判斷。

3實驗儀器和藥品

O₂和CO₂濃度傳感儀，三口燒瓶（250mL），空氣泵，鮮酵母，50%C₆H₁₂O₆溶液。

4實驗裝置圖

實驗裝置圖如圖1所示。

5實驗過程

（1）酵母菌的培養：取鮮酵母0.5g放入30～45℃100mL蒸餾水中約15min。

（2）接通O₂和CO₂濃度傳感儀，校準電腦平臺。

（3）在三口燒瓶中加入20mL培養液，4支20mL 50%C₆H₁₂O₆溶液，100mL 30～45℃蒸餾水，連接裝置。

（4）先不開空氣泵反應30s；開空氣泵反應一段時間后，記錄數據。實驗數據如圖2所示。

6數據分析

通過對比可以發現：在持續通空氣的情況下，氧氣含量緩慢降低，二氧化碳含量明顯升高；停止通空氣時，沒有外來氧氣的補充，氧氣含量快速降低而二氧化碳濃度持平。說明C₆H₁₂O₆在酵母菌的作用下可以快速和O₂反應生成CO₂。

7實驗結論及反思

C₆H₁₂O₆和O₂在酵母菌的作用下快速反應生成CO₂。

該實驗的成功之處在于數據變化的明顯，這樣可以使學生在剛開始接觸初中化學的時候，能夠從質變和量變的角度來認識化學反應。……