紫甘蓝自制酸碱指示剂：在家看懂酸和碱

初中化学要认识酸、碱和 pH。这个实验用厨房里常见的紫甘蓝自制天然指示剂，再拿它去检验白醋、小苏打水、肥皂水等身边的物质，让学生亲眼看到酸性和碱性的差别。

它不需要任何危险试剂，材料都能在家里找到，非常适合作为酸碱内容的入门实验。

安全提醒（先读这一段）

• 制取指示剂需要用热水浸泡或短时间加热紫甘蓝，请在家长陪同下操作，小心烫伤；用锅加热时注意别煮干。
• 待测液体只使用食用级或日用的白醋、柠檬汁、小苏打、肥皂水等，不要使用管道疏通剂、洁厕灵、浓盐酸等强腐蚀性化学品。
• 所有样品都是用来观察颜色的，不要品尝混合后的液体；实验后洗净容器和双手。

材料与器材

• 紫甘蓝（红甘蓝）几片叶子；
• 热水、一个耐热碗或小锅、滤网或纱布；
• 几个透明小杯子（一次性透明杯最好，方便对比颜色）；
• 待测样品：白醋、柠檬汁、小苏打水、肥皂水（或苏打片溶液）、清水（作对照）。

操作步骤

第一步：制取指示剂

1. 把紫甘蓝叶撕成小片，放进耐热碗中。
2. 倒入刚烧开、稍微放凉的热水没过菜叶，浸泡 10～15 分钟，直到水变成明显的紫蓝色（也可在成人帮助下用小火煮几分钟，效果更浓）。
3. 用滤网或纱布把菜叶滤掉，留下紫色的汁液，这就是紫甘蓝指示剂。

第二步：逐一检验

1. 在每个透明杯里先倒入等量的待测液体，贴上标签。
2. 往每个杯子里加入等量的紫甘蓝指示剂（约几毫升），轻轻摇匀。
3. 把清水那一杯放在中间作对照，从左到右按学生猜测的“酸→中性→碱”排一排，观察并对比颜色。

现象记录

紫甘蓝指示剂在不同酸碱性下会呈现不同颜色，大致规律如下（实际深浅与浓度有关）：

• 白醋、柠檬汁（酸性）→ 变成红色或粉红色；
• 清水（接近中性）→ 保持紫色，几乎不变；
• 小苏打水（弱碱性）→ 变成蓝色或蓝绿色；
• 肥皂水（碱性较强）→ 变成绿色，甚至偏黄绿。

把颜色和对应液体记在表格里，会得到一条从红到绿的“酸碱色带”。

原理解释：颜色为什么会变

紫甘蓝里含有一类叫花青素的色素，它的分子结构会随着溶液酸碱性（pH）改变而变化，从而显示出不同颜色。这就是酸碱指示剂的核心：用颜色的变化来“指示”溶液是酸性还是碱性。

白醋含醋酸、柠檬汁含柠檬酸，都是酸性物质，使花青素显红；小苏打（碳酸氢钠）水溶液和肥皂水呈碱性，使花青素显蓝或绿；清水接近中性，颜色基本不变。颜色越偏红说明酸性越强，越偏黄绿说明碱性越强，这与实验室里 pH 试纸的思路是一致的。

初中课本中常用的石蕊、酚酞也是指示剂：石蕊遇酸变红、遇碱变蓝；酚酞遇碱变红、遇酸和中性不变色。紫甘蓝汁相当于一种“天然的多色石蕊”，能一次区分出更多层次。

酸和碱到底是什么？初中的定义很简洁：溶于水后电离出的阳离子全部是氢离子（H⁺）的化合物叫酸，电离出的阴离子全部是氢氧根离子（OH⁻）的叫碱。白醋里的醋酸提供 H⁺，肥皂水和小苏打水里则有较多 OH⁻。指示剂之所以能“认出”它们，是因为花青素分子会与 H⁺ 或 OH⁻ 结合，结构一变，吸收和反射的光的颜色也就跟着变了。

pH 是怎么定义的。pH 用 0 到 14 的数字表示溶液的酸碱程度：pH < 7 为酸性，= 7 为中性，> 7 为碱性，数值离 7 越远，酸性或碱性越强。要特别注意的是，pH 每差 1，酸碱性相差约 10 倍，pH = 3 的溶液，酸性是 pH = 5 的一百倍，不是差一点点。身边常见液体的 pH 大致是：柠檬汁 2～3、白醋约 3、可乐约 2.5、纯净水 7、小苏打水 8～9、肥皂水 9～10。

四个最容易搞错的地方

• “指示剂能测出 pH 的准确数值。”不能。紫甘蓝汁和石蕊只能判断“大概是酸性还是碱性”，要读出数值得用 pH 试纸（把试纸变色后与标准比色卡对照）或 pH 计。而且用 pH 试纸时不能把试纸直接浸到待测液里，那会污染整瓶溶液，正确做法是用玻璃棒蘸一滴滴到试纸上。
• “酸性强的一定更危险。”危险程度还要看浓度和腐蚀性。柠檬汁 pH 2～3，比很多实验室稀酸还“酸”，却可以喝；而 pH 只有 11 的管道疏通剂能严重灼伤皮肤。所以判断安全看的是具体物质，不是只看 pH 数字。这也是本实验只用食用级材料的原因。
• “变色了就说明发生了中和反应。”不是。指示剂变色只是它自己的分子结构随环境改变，属于指示，被测溶液并没有变成别的物质。真正的中和反应是酸和碱作用生成盐和水，比如白醋加小苏打时冒出的气泡，那才是新物质生成的证据。
• “紫甘蓝汁可以一直用。”不行。花青素不稳定，室温放一两天就会变褐、失效。现做现用效果最好，剩下的密封冷藏最多存两三天；颜色发暗后就不要再拿来做对比了。

给老师和家长的组织建议

• 课时与分组：两课时（含制取）；四人一组。
• 动手前先说清楚：热水浸泡需成人；只用食用级样品，严禁品尝。

最容易被跳过的一步。指示剂现做现用，隔夜会变褐失效。让各组先猜测排序再滴指示剂，猜错的那几杯印象最深。可顺势补一次白醋加小苏打的中和演示。

怎么判断真的懂了。能说清颜色变化对应的酸碱性，并把 pH＜7/=7/＞7 与现象对应起来，即达标。

拓展一下

• 做一次酸碱中和：在变红的白醋杯里，一点点加入小苏打水，观察颜色从红逐渐回到紫、再偏蓝，同时可能看到气泡（生成二氧化碳），这就是酸和碱相互作用的过程。
• 自制 pH 色卡：把不同颜色的结果拍照或画下来，标上对应物质，做成一张属于自己的酸碱对照卡。
• 做一张自己的试纸：把滤纸或白色餐巾纸浸透紫甘蓝汁，晾干后剪成条，就得到了自制的“紫甘蓝试纸”。用棉签蘸白醋在上面写字，字迹会显出红色；蘸小苏打水写，则显蓝绿色。这就是最简易的酸碱试纸。
• 测一测雨水和自来水。正常雨水因为溶了空气中的二氧化碳，pH 约为 5.6，本身就略带酸性；如果测出明显更酸，就可能是酸雨。把雨水、自来水、纯净水三杯并排对比，看看指示剂的颜色有没有细微差别。
• 换一种材料试试。紫葡萄皮、紫薯、玫瑰花瓣、蓝莓里都含花青素，同样可以做指示剂；而胡萝卜、菠菜里的色素不随酸碱变色。做一组对比，想一想为什么只有某些色素能当指示剂。

当学生能说清楚“为什么白醋让指示剂变红、肥皂水让它变绿”，并把它和酸性、碱性、pH 联系起来，这个实验的化学道理就掌握了。