关键概念
化学
染料
染鸡蛋
化学反应
介绍
你有没有做过染蛋?把白色蛋壳染成各种炫目的颜色非常有趣!许多人在复活节时,用固体颜料制备出不同颜色的液体,然后把蛋浸入液体中直至染上颜色。染蛋有很多方法,其中最巧妙的方法是用丝绸领带。用衣服来染蛋是不是听起来很奇怪?但是,它确实非常有效!在这个科学实验活动中,你们将会用丝绸领带来染蛋,并分析在制作过程中需不需要加热。你们是不是迫切地想尝试呢?
背景
在商店能买到的常用染料出现前,人们就已经开始染蛋了。历年来,人们探索出许多染蛋的方法,比如用植物、香料或者完全不同的方法。还有就是用旧的、100%丝绸领带。用丝绸领带染蛋时,把蛋卷在领带里面,一起放在加了醋的水中。完成后,你会发现有些颜料从领带转移到了领带上。理想的话,蛋会染得像领带一样,能清晰地看到某些复杂图案。
丝绸染色一般都用特定的方法——酸染,颜料与蛋白(比如丝绸蛋白纤维和蛋壳蛋白)通过化学反应结合实现染色。为了促成化学反应(也就是,改变物体的颜色),这种染料需要在酸性环境中。那么,染色过程中,把蛋浸在醋中(一种酸)有助于丝绸领带上酸性染料的颜色染到蛋壳上。
材料
纯丝绸领带,看它后面的标签确认它是百分百丝绸。深蓝、紫色和红色染色效果最好。可以在二手店或者旧货店买到便宜的丝绸领带。(如果借用别人的领带,要征得对方同意,因为实验过后,这条领带将会被完全毁掉!)
剪刀
两个白色生鸡蛋
四个领带
浅色的桌布,枕巾或者其他浅色轻质的小块布料。用那些你不介意剪开的纤维布料。
做饭的锅
大碗或者另一个锅,跟第一个锅大小相似
量杯
水
白醋
通风炉区,比如头顶通风系统、打开附近的窗户或者戴上防尘面罩
计时器或者闹钟
旧洗碗布或者抹布
夹子或者沟槽匙
蔬菜油(可选)
准备
把丝绸领带转过来,看着后面。找个大人来帮忙,用剪刀剪断缝线,直至领带背面的中间部分,然后打开领带,并剪掉标签。继续剪开所有的缝线。
去掉领带上全部的白线,尽量不要剪掉领带部分。要是领带底部缝着内衬,小心的沿着缝线剪开,把内衬拿下来,当心不要剪下其他部分。
把领带翻过来,让正面向上。这条领带是什么颜色?有没有什么图案?想象一下,这个怎么给蛋染色?把蛋放在距离领带底端十几厘米处,然后卷起领带,整个包住鸡蛋。调节鸡蛋在领带中的位置,留点尾巴好把领带绑住。一旦放好鸡蛋,剪掉卷住鸡蛋的部分,沿着领带的宽边直着剪。
拉紧领带,确保鸡蛋被严实地包裹起来,但是小心不要弄破鸡蛋。在鸡蛋端部打个结,小心地拉紧领带纤维,来去掉褶皱。
拿出一个新的鸡蛋,放在领带剪口的上方十几厘米,像之前一样,用上半部分卷起这个鸡蛋。
用浅色纤维碎布裹在这两个蛋外面,防止领带散开。想一下,为什么纤维布需要浅色的?把每个鸡蛋用足够的纤维包住,再用扭结固定住(在上一个扭结的上面),把纤维材料绑紧。
当使用炉子时,需要在大人的监护下。需要防尘面罩或者通风炉区,防止吸入醋或者染料气体。许多酸性染料是有毒的,所以在不知道领带中的染料是否有毒的情况下,最好做好准备措施,在热水中加热领带时不要吸入任何燃料气体。注意!这个鸡蛋是不能吃的!
步骤
把一个缠好的鸡蛋放入锅中,用开水煮鸡蛋,把另一个鸡蛋放入锅中,但是不加热。你认为这两个鸡蛋,哪个染色效果好?
用量杯往锅中加水,直至水没过鸡蛋至少三厘米。在碗中加入相同数量的水。
分别加入四分之一杯白醋,为什么加醋很重要?
把要加热的锅放在炉子上,让大人打开中到大火,用锅盖盖住锅。防止吸入染料气体或白醋气体,一直盖着盖子,打开头顶的风扇、附近的窗户或者戴上防尘面罩。也可以呆在厨房外面。
把另一个鸡蛋留在原位。
在大人的帮助下,每隔几分钟检查炉子上的锅是否煮沸。煮沸时,挪开锅盖把火关小,继续中火炖鸡蛋20分钟。
让大人用夹子或者沟槽匙小心地把鸡蛋从锅中拿出来,放在旧的洗碗毛巾或者抹布上。也拿出另外一个没有加热的鸡蛋。不要混淆两个鸡蛋。
等鸡蛋冷却后(大概10分钟),解开绑在上面的纤维和领带。
小心地拿出鸡蛋(把端部的打开,然后去掉两层布)
对比两个染蛋。这两个鸡蛋相比较有什么不同?哪个颜色深,染色更好?你认为加热对化学反应有什么影响?是不是加热促进了蛋壳与丝绸领带间的化学反应?
如果你喜欢,用蔬菜油擦擦鸡蛋,让它们光滑。
拓展:可以用同一条领带多次进行染蛋。试试效果怎么样?你可以得到几个相同颜色和细节的染蛋?是不是有的领带染色效果持久一些?
拓展:在之前的实验中,你把鸡蛋放在含1/4杯白醋的水中。可以尝试控制其他所有变量,只改变水和醋的比例,重复这项实验。比如,如果你用5杯水和1/4杯白醋,可以试试五又四分之一杯白水不加醋,或者四又四分之三杯水和半杯白醋。什么时候染色效果好,醋多还是少的时候?如果没有醋,会染上颜色吗?
拓展:醋是一种温和的酸,我们可以在这项实验中使用它是因为酸性染料一般用于给丝绸染色。你认为还有其他酸或者碱能辅助丝绸领带染色吗?你可以学习下酸,碱和PH值,猜想一下染色效果,尝试做个实验进行测试。确保安全,在大人监督下进行实验。
观察与结果
是不是在沸水中的鸡蛋上色效果更好、颜色更深?为了让颜色固定在蛋壳上,需要通过化学反应在蛋壳与染料间形成化学键。(染丝绸也一样。)正如之前提到的,酸可以促进化学反应。(酸可以让蛋白质的化学功能团带正电荷,能够与染料分子的负电荷反应)。此外,反应也需要加热。为了有效地用酸性染料给丝绸纤维染色,需要较高温度。类似的,在沸水中的鸡蛋上色效果更好。如果你用浅色领带,沸水中的鸡蛋能够染上色,而另外一个完全无法上色。如果你用深色领带,沸水中的鸡蛋颜色很深,而凉水中的鸡蛋能够染上非常浅的颜色。
清洁
可以暂时把鸡蛋放进冰箱,不要吃任何一个做过这个实验的鸡蛋,因为衣服色素不安全。煮过的鸡蛋是熟透了的,而没煮过的鸡蛋,还是生的。收拾完后一定要洗手。
(翻译 刘夏,审校 李昱)