本站原创关键词 中学化学实验 科学探究 密度法 饮料含糖量
新课程要求教师必须从社会生产生活实际和学生已有的认知水平出发，帮助学生认识化学与人类生活的密切关系，关注人类面临的与化学相关的重大社会问题，培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力。这就要求我们一线教师不能只满足于书本知识的传授，还要开发出与学生认知水平相一致，与生产生活密切相关的丰富多彩的课程资源，从而激发学生的学习兴趣，拓宽学生知识面，培养学生创新能力。
随着社会生产生活的发展，市面上销售的饮料品种日益增多，而各种饮料中含糖量过高的问题也已经成为社会关注的热点。图1是某知名品牌饮料的营养成分表，根据表上数据计算这瓶500mL的饮料中含糖（碳水化合物）总量为56g。糖类是人体的主要供能物质，但是摄入过多也会对人体造成很多危害，比如糖尿病、儿童食欲不振等。笔者将高一学生组成科学探究小组，定量测定市售22种饮料的含糖量，从而为大众根据自身状况选择合适饮料提供一定的科学依据和参考。
1 实验部分
1.1试剂和仪器
去离子水、蔗糖（AR）、烧杯（10mL、100mL）、容量瓶（100mL）、移液管（10mL）、吸耳球，22种常见的市售饮料。电子天平（浙江凯丰集团有限公司）、78-1型磁力搅拌器（江苏省金坛市荣华仪器制造有限公司）；数据处理及绘图使用美国Origin Lab公司的汉化版软件Origin 7.5。
1.2实验原理
近年来文献报道的测定食品中含糖量的方法主要有国家标准方法GBS009.8-85（简称斐林试剂快速测定法）、锤度计法、折光率法等，这些方法虽然很精确，但由于中学实验条件和高一学生认知水平所限，很难进行实验。本文巧用密度法得到蔗糖标准溶液浓度与密度的线性关系，并基于此线性关系定量测定了22种饮料的含糖量。1.3实验步骤
1.3.1蔗糖标准溶液的配制
精确称量1.000g蔗糖放入小烧杯中，加入少量去离子水，搅拌使其充分溶解，转移入100mL容量瓶，洗涤烧杯3次，将洗涤液转移入容量瓶中，定容至100mL刻度线处，记录溶液浓度为1%（每100mL溶液含蔗糖1g）。再以相同方法配制浓度为5%、10%、15%、20%的蔗糖溶液，待用。以上溶液均在20℃±2℃下进行配制。1.3.2蔗糖标准溶液的密度测定
将小烧杯放于电子天平上，测出质量，用移液管吸取10mL 1%的蔗糖标准液于小烧杯中，稳定后读数，测出质量，重复测定3次取平均值。再以相同方法测定10mL去离子水、5%、10%、15%、20%的蔗糖溶液质量，重复测定3次，取平均值。用所测得的质量算出各浓度溶液的密度。以上测定均在20℃±2℃下进行。1.3.322种市售饮料样品的密度测定
大部分澄清透明的饮料直接用1.3.2所述方法分别直接测定其质量，每个样品重复测定3次取平均值，并算出各自的密度。而碳酸类饮料测定前需先用磁力搅拌器搅拌至无气泡产生为止；有悬浮物的饮料需先进行过滤，然后进行测定。以上测定均在20℃±2℃下进行。2 结果与讨论
2.1蔗糖标准溶液曲线测定
根据1.3.2测定的不同浓度蔗糖标准溶液密度数据（见表1），用软件Origin 7源于：论文网站www.udooo.com
.5（汉化版）绘制标准曲线。由图2可以看出，蔗糖溶液浓度与密度呈现良好的线性关系，其线性方程为y=0，00369x+1，020（x为蔗糖溶液浓度，y为蔗糖溶液密度），相关系数R=0，99971，说明该标准曲线具有较高的信度和精度。实验中，蔗糖浓度为0%时，y为1，020而不为1，000，经过对比实验，发现原因主要是使用的10mL移液管本身误差造成的。而极少数学生所绘的图形没有体现出良好的线性，可能是配制标准溶液时出现的误差。这个误差可能是蔗糖没有充分溶解并均匀混合，或是转移时有溶液损失等因素造成的。2，222种市售饮料的含糖量分析
将22种市售饮料的密度代人线性方程y=0，00369x+1，020（x为蔗糖溶液浓度，y为蔗糖溶液密度），算出每种饮料的含量糖（见表2）。从表2中可以看出实验1、4、5、13、19测得值比饮料瓶标签上所列值高；实验3、8、9、10、11、14、15、16、17、20、22测得值与标签所列值基本一致，其中3、20、22经测定均不含糖；实验2、7、12、18、21测得值比标签所列值低；实验6饮料瓶上无具体营养成分表。可以看出不同的饮料中的含糖量差别很大——从不含糖到每100mL含糖13g不等。现在许多人因担心发胖而远离甜食，其实从人体的生理需要出发，适量的补充食糖，对健康是有益的，关键是科学的掌握这个“度”。成人每天吃精制糖60g左右比较科学，而运动员和居住在高原地区的人可适当增加。本实验结果为我们根据自身状况正确的选择饮料的种类和数量提供了科学依据。
2.3影响饮料中含糖量测定的因素分析
本实验采用分析纯的蔗糖配制标准溶液并绘制标准曲线，而饮料中糖的来源很多，可能并不全以蔗糖的形式存在。所以本实验所得结论与实际情况存在一定程度的偏差。市售饮料成分除水和糖之外还包括一些着色剂（天然的或人工合成的）、调味剂、电解质、微量元素等，这些物质对密度的影响非常小，可忽略不计，实验2、20、22测定出的“减肥”饮料密度值与纯水的密度值相一致，可说明这一点。
3 结论本实验以高一学生已有的认知水平为基础，以现实生活问题为背景，充分激发学生探究兴趣，让学生全身心地主动参与到实验的过程中，使学生“零距离”接触并应用定量分析的方法对身边的物质展开探究，培养学生的实验能力和创新精神。在实验中学生充分理解和掌握了一些重要的实验原理和方法，如精确配制溶液、使用移液管移取溶液、使用电子天平称量质量等。同时学生还进一步巩固了计算和正确使用有效数字的方法。该实验也让学生亲身经历了如何绘制标准曲线并测量未知溶液浓度的过程。整个实验中学生急切想通过自己的探究了解平时所写产品的性质特征，并对自己在实验中取得的结论感到非常惊奇和兴奋。在这样一种主动建构、双向互动的“对话场”和“关系场”中，学生培养了灵活利用旧知识建构新知识和解决实际问题的能力。
本实验使用的所有试剂、样品均价廉易得，对身体健康基本没有危害，且不产生有毒废物。所有多余样品、试剂和废液可以直接排入下水管道，对环境基本没有污染。