教学过程中我总是把课备的非常的完美和熟练,不进课堂,就像没有备完课一样。直到一节课上完才告一段落。但是并没有结束,讲课过程中出现的小插曲,学生深入思考的问题,学生的困惑,课堂上新生成的有效的启迪新方法,都是每节课后要备课补充和更新的地方。
上节课学生的一个问题让我又有了新的思考。任连成同学问:碱使酚酞返回去还与指示剂变色后,再加酸为什么能与酸反应?带着这一问题,我查阅课酸碱指示剂的原理。
酸碱与指示剂变色的核心原理是:指示剂本身是弱有机酸或弱有机碱,在不同pH的溶液中,其分子结构会发生可逆改变,而不同结构的指示剂对光的吸收波长不同,从而呈现出不同颜色。
变色后酸碱的质量不会减少。因为指示剂与酸碱之间仅发生可逆的结构变化或质子转移,没有新物质生成(非化学反应),也没有任何成分被消耗或逸出,所以酸碱的总质量保持不变。
变色眼镜的原理和酸碱指示剂变色非常相似,都属于“环境变了,自身结构可逆调整,从而呈现不同状态”。
1.变色触发条件:变色眼镜遇到紫外线会变暗,回到室内(无紫外线)又变透明;酸碱指示剂则是遇到酸性或碱性环境会变不同颜色,环境酸碱度回调(比如酸加碱中和),颜色也会跟着变回去。
2.核心共性:两者在整个变化过程中,自身物质没有被消耗或新增。就像变色眼镜变暗后还是那副眼镜,质量没减;酸碱指示剂变色后,酸碱本身也没有被“用掉”,总质量自然保持不变。
我们以最常用的指示剂酚酞为例,拆解它在不同酸碱环境下的结构与颜色变化:
1.酸性/中性环境(pH≤8.2):此时酚酞以内酯式结构存在,这种结构无法吸收可见光中的彩色光,所以溶液呈现无色。
2.碱性环境(pH≥10):在OH⁻的作用下,酚酞的内酯环会打开,转化为醌式结构。这种新结构能吸收可见光中的特定波长(主要是蓝色光),反射出红色光,因此溶液呈现红色。
3.可逆性关键:当向红色溶液中加入酸,H⁺会与OH⁻中和,酚酞的醌式结构又会重新闭合为内酯式结构,红色随之褪去,回到无色。整个过程中,酚酞只是在两种结构间“切换”,没有新物质生成,也没有任何成分被消耗,所以酸碱的质量始终不变。
解答学生的深度思考问题也能带动老师的进步,这就是教学相长的具象化。学生想象的翅膀可以带老师一起飞!