芙蓉花为什么会变色——芙蓉花变色原因与芙蓉素化学应用的探究

　　学校校园内外都有许多芙蓉树，每当秋天悄然而至，颜色艳丽的芙蓉花总令人流连忘返。最让人称奇的是，这些芙蓉花都会经历从白色到粉红色、再到紫红色的颜色变化过程。

　　为什么芙蓉花会变色？哪些因素能影响花瓣中显色物质的生成？花瓣中显示不同颜色的物质能应用于化学实验或生产吗？带着这些疑问，我开始对芙蓉花变色原因与芙蓉素的化学应用进行探究。

　　一、探究目的

　　通过查询资料得知，芙蓉花显现不同颜色与花中所含的色素有关，花的颜色因酸、碱浓度以及养料、水分、温度等条件的变化而呈现深浅不同的状态。但对于芙蓉花显色原因，大多资料都只是模糊描述，没有解释清楚。

　　为了弄清芙蓉花变色原因并能对其中所含特殊物质进行化学应用，我和伙伴们将芙蓉花中显色的色素称为“芙蓉素”，开始进行科学探究。

　　二、提出假设

　　我们提出了以下假设：

　　1.芙蓉花变色是因为花瓣含有芙蓉素和酸碱性物质，它们共同作用使花瓣显示特殊颜色。

　　2.温度、光照、水和花期的早晚都会影响芙蓉花变色。

　　3.芙蓉素可用作酸碱指示剂和进行酸碱滴定。

　　三、设计方案与实验

　　我们设计了两个方案探究芙蓉花的变色原理。

　　方案一：酸碱能否让花变色

　　1.向两个烧杯中各倒入约50毫升的5%氢氧化钠溶液，再分别向烧杯内加入白色、红色芙蓉花瓣并观察。

　　2.向两个烧杯中各倒入约50毫升的5%稀盐酸，再分别向烧杯中加入白色、红色芙蓉花瓣并观察。通过实验发现白芙蓉花遇酸和碱均不变色，红芙蓉花遇酸不变色，遇碱变成白色，说明芙蓉花中可能不含碱性物质。

　　方案二：芙蓉素遇酸碱变色情况

　　1.分别将白色和红色芙蓉花瓣放入研钵中捣碎，加入酒精后提取白花和红花中的芙蓉素。

　　2.向两个烧杯中各加入约20毫升5%的氢氧化钠溶液和稀盐酸，再分别滴加几滴白芙蓉素，发现氢氧化钠溶液变为黄色，稀盐酸溶液无变化。

　　3.向两个烧杯中各加入约20毫升5%的氢氧化钠溶液和稀盐酸，再分别滴加几滴红芙蓉素，这时氢氧化钠溶液先变绿色再变成黄色，稀盐酸溶液则呈现红色。

　　实验表明，白芙蓉花和红芙蓉花中含有不同的芙蓉素，而且花中都含有酸性物质，二者共同使花呈现不同颜色。

　　芙蓉素遇酸、碱能显示不同的颜色，所以提取芙蓉素可用于化学实验或化工生产。

　　将白芙蓉花的花瓣研碎放入细口瓶中，加入适量酒精，30分钟后过滤所得到的液体我们称之为白芙蓉素，用同样的方法从红芙蓉花瓣中提取的液体称之为红芙蓉素。

　　将滤纸放入盛有白芙蓉素溶液的烧杯中浸泡后取出烘干，如此反复5次，得到白芙蓉素试纸。将滤纸放入盛放红芙蓉素溶液的烧杯中浸泡后取出烘干，如此反复5次，得到红芙蓉素试纸。

　　四、影响芙蓉花变色的因素

　　1.气温对芙蓉素生成的影响我们观察了晴天和雨天芙蓉花变色时间的长短，结果如表1。由于雨天比晴天气温低，可推断气温对芙蓉素的生成有一定影响。

　　2.光照对芙蓉素生成的影响我们从一棵芙蓉树上选取两朵相似的芙蓉花，将其中一朵用黑色塑料袋包住进行遮光处理，24小时后观察，发现两朵芙蓉花都由白色变成紫红色，变色程度基本一致，所以初步断定阳光对芙蓉素的生成没有影响。

　　3.水对芙蓉素生成的影响在方案一的探究过程中，我们发现浸没于酸、碱中的白色芙蓉花瓣24小时后不变色，那么会不会是水阻碍了芙蓉素的生成呢？

　　我们取两片白色芙蓉花瓣置于空气中，另取两片白色芙蓉花瓣置于水中（其中一片浮于水面，另一片浸入水中），24小时后观察，空气中的白色花瓣变为粉红色，置于水中的白色花瓣未变色，水面上的白色花瓣变为粉红色。由此断定，水不影响芙蓉素的形成，泡在水中的白色花瓣由于缺氧死亡而不能生成红芙蓉素。

　　4.花期的早、晚对芙蓉素生成的影响

　　芙蓉花花期有两个月左右，从每年9月底开花，一直可以持续到11月底。在10月开花时，芙蓉花从白色变成粉红色，再变成紫红色，而在11月开花时，芙蓉花从白色变成粉红色，花凋谢时为粉红色。

　　由此说明，花期对芙蓉素的生成影响很大，早期的花颜色非常艳丽，生成的芙蓉素较多，晚期的花颜色较淡，生成的芙蓉素较少。

　　五、芙蓉素在化学中的应用

　　（1）用芙蓉素试纸鉴定酸和碱

　　1.取4张白芙蓉素试纸，向其中3张分别滴2~3滴稀盐酸、氢氧化钠溶液和水，另一张试纸用于对比。结果发现滴了稀盐酸和水的白芙蓉素试纸均不变色，滴入氢氧化钠溶液的则变成亮黄色。

　　2.取4张红芙蓉素试纸，向其中3张分别滴2~3滴稀盐酸、氢氧化钠溶液和水，另一张试纸用于对比。结果发现滴入稀盐酸的红芙蓉素试纸变为红色，滴入氢氧化钠的则先变成绿色，再变为黄色，滴入水的则没有变色。

　　（2）利用红芙蓉素进行酸碱滴定

　　由于红芙蓉素变色的PH范围小，且颜色变化显著，所以使用红芙蓉素作指示剂做酸碱滴定的实验能够取得良好的效果。

　　由此得出结论：芙蓉素溶液和芙蓉素试纸均可用于酸、碱的鉴定，而红芙蓉素溶液还可用于酸碱滴定实验。尤其在用芙蓉素试纸检验酸和碱时，耗酸、碱量小，效果非常显著，具有推广价值。

　　在活动中我发现同一颜色的芙蓉花在不同时期所含芙蓉素成分也有所区别，在进行同一实验时效果有所不同。

　　比如，刚开放的和开放一段时间后的白芙蓉花中的芙蓉素成分不同，前者提取的芙蓉素加入酸中呈无色且澄清，后者提取的芙蓉素加入酸中呈淡黄色且浑浊。这些现象值得我们进一步探究。

　　（指导老师：肖军华）

　　文湖南省邵阳县梽木山中学84班 胡炎淋

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