课题题目： 探究金属离子与有机物的综合作用（以奶粉遇茶变紫为例）			编号：
活动时间：2024.7.1—7.8	第   1   次	活动地点：家中
指导教师：宋鹏			班级：高二七班
参加活动成员：   组内: 杨浩然，程思淇，李姿颖，王怡钥，刘沫菡，且宝杰。 组外:家长，老师
活动内容： 1） 目的（解决什么问题）： 探究不同种类茶叶与奶粉混合后产生紫色反应的具体原因，特别是茶多酚与奶粉中可能存在的金属离子（如亚铁离子）之间的反应，以及抗坏血酸和鞣酸对茶与奶粉混合后紫色反应的影响。 2）形式（小组讨论、试验、查阅资料、调查、实地测量）： 实验，查阅资料，小组讨论。 3）过程：   首先由组长杨浩然组织进行实验，组员帮忙采购材料，接着查阅相关资料后进行小组讨论，最后组长总结得出结论并记录。 4）结果（得到什么结论、解决哪些问题、是否完成预定目标和计划、出现的新问题）： 小组分工如下： 组长杨浩然负责实验设计与总结实验结果； 组员共同完成实验并拍照记录实验过程，参与小组讨论，集思广益。 结论：茶叶中的鞣酸、抗坏血酸、茶多酚等有机物与奶粉中的亚铁离子等金属离子反应形成络合物。 已解决问题：验证对于奶粉等日常食品的主要成分的假设，并探究奶粉变紫的原因。 已完成预定目标和计划。 新问题：如何推断验证紫色络合物结构？如何更精确确定其中铁元素价态？ 记录者: 王怡钥

探究金属离子与有机物的综合作用（以奶粉遇茶变紫为例）

一、 引言：

茶，这一源自古老东方的神奇饮品，不仅承载着深厚的文化底蕴与健康理念，更蕴含着丰富的化学成分与生物活性物质，其中茶多酚作为其核心成分之一，以其卓越的抗氧化、抗菌及保健功能而广受瞩目。而奶粉，作为现代营养补充的重要来源，富含优质蛋白质、维生素及矿物质，是儿童成长与成人日常饮食中的常见选择。当这两种看似风马牛不相及的传统与现代食品元素相遇，竟能在特定条件下展现出令人惊奇的化学反应——茶遇奶粉变紫，这一现象不仅激发了广泛的好奇心，也促使我们深入探究其背后的科学原理。

本实验旨在通过系统观察与分析茶与奶粉混合后产生的颜色变化，特别是针对“变紫”现象进行科学研究。我们假设，这一颜色变化可能与茶多酚中的某些成分与奶粉中的蛋白质、矿物质或其他活性物质发生相互作用有关，形成了新的化合物或络合物，从而导致了颜色的显著变化。此外，实验还将探讨不同种类茶叶（如绿茶、红茶等，其茶多酚含量与组成存在差异）与不同品牌、类型的奶粉混合后，颜色变化的具体表现及可能的差异，以期进一步揭示茶多酚与其他食品成分相互作用的复杂机制。

通过实验设计，我们将采用控制变量法，逐一改变茶叶种类、奶粉类型及混合液p h值等条件，对混合样品中的化学成分进行定性与定量分析，明确导致颜色变化的关键物质及其作用机制。同时，我们也将关注这一化学反应对食品营养价值、口感风味及安全性可能产生的影响，为食品科学领域的新发现与技术创新提供理论依据与实践参考。

综上所述，茶遇奶粉变紫的实验不仅是一次对古老茶文化与现代食品科学交汇点的探索，更是对食品成分相互作用、食品品质控制及新产品开发的一次有益尝试。我们期待通过本实验的研究，能够揭示更多关于茶与奶粉相互作用的奥秘，为丰富人们的饮食选择、提升食品健康价值贡献智慧与力量。

二、 实验方案：

为了探究茶和奶粉反应变紫色的原因，我们可以设计一个系统性的实验方案，该方案旨在分离并鉴定可能导致颜色变化的成分。以下是一个详细的实验方案：

实验目的

1. 探究不同种类茶叶（如绿茶、红茶）与奶粉混合后产生紫色反应的具体原因。特别是探究茶多酚（茶儿素）与奶粉中可能存在的金属离子（如亚铁离子）之间的反应。

2. 研究抗坏血酸（维生素C）和鞣酸对茶与奶粉混合后紫色反应的影响。

3. 分析铁离子和亚铁离子在紫色反应中的作用及其与茶叶种类的关系。

实验原理

茶叶中的茶多酚、鞣酸等成分可能与奶粉中的蛋白质、矿物质（尤其是铁离子和亚铁离子）发生反应，形成有颜色的络合物或沉淀。抗坏血酸作为还原剂，可能影响反应体系的氧化还原状态，从而影响紫色反应的发生或颜色深浅。不同种类的茶叶由于其成分含量的差异，可能对反应产生不同的影响。

实验材料

· 不同种类的茶（如绿茶、红茶、乌龙茶等，以绿茶为例进行说明）

· 奶粉（确保未添加人工色素）

· 纯净水

· 亚铁离子溶液（作为阳性对照）

· 铁离子溶液

· 碳酸氢钠或其他缓冲剂

· 酸（如醋酸，用于调节pH值）

· 碱（如氢氧化钠，用于调节pH值）

· pH试纸

· 温度计

实验步骤

1. 准备茶溶液：

· 取适量绿茶，用沸水冲泡，得到茶溶液。

· 过滤去除茶叶残渣，得到清澈的茶溶液。

2. 奶粉溶液制备：

· 取适量奶粉，用纯净水溶解，得到奶粉溶液。

· 确保奶粉溶液中没有明显的颗粒或沉淀。

3. 准备其他相关纯溶液：

· 准备抗坏血酸、鞣酸、铁离子和亚铁离子的溶液，确保浓度适宜。

4. 初步混合实验：

· 将茶溶液与奶粉溶液按一定比例混合（如1:1），观察是否出现紫色。

· 如果出现紫色，记录反应条件（如温度、混合比例、混合时间等）。

5. 设置实验组和对照组：

· 对照组1：普洱茶+奶粉，观察颜色变化。

· 对照组2：碧螺春+奶粉，观察颜色变化。

· 对照组3：黑茶+奶粉，观察颜色变化。

· 对照组4：铁观音+奶粉，观察颜色变化。

· 对照组5：茉莉花茶+奶粉，观察颜色变化。

· 对照组6：龙井茶+奶粉，观察颜色变化。

· 对照组7：白茶+奶粉，观察颜色变化。

· 实验组1：硫酸亚铁溶液+抗坏血酸，观察颜色变化。

· 实验组2：硫酸铁溶液+抗坏血酸，观察颜色变化。

· 实验组3：硫酸亚铁溶液+鞣酸，观察颜色变化。

· 实验组4：硫酸铁溶液+鞣酸，观察颜色变化。

· 实验组5：牛奶+鞣酸，观察颜色变化。（鞣酸蛋白）

· 实验组6：硫酸亚铁溶液+褐色茶多酚，观察颜色变化。

· 实验组7：硫酸铁溶液+褐色茶多酚，观察颜色变化。

· 实验组8：牛奶+褐色茶多酚，观察颜色变化。（红茶蛋白凝聚物）

· 实验组9：绿茶+奶粉+铁离子，观察颜色变化。

· 实验组10：绿茶+奶粉+亚铁离子，观察颜色变化。

·

6. pH值影响实验：

· 调节茶溶液和/或奶粉溶液的pH值，分别在不同pH条件下进行混合实验，观察紫色络合物的形成情况。

· 可以使用碳酸氢钠、醋酸或氢氧化钠等调节pH值。

7. 观察与记录：

· 使在特定波长下的吸光度，以量化颜色变化。

· 用肉眼观察各试管中溶液的颜色变化，并记录。

· 使用pH试纸或pH计监测溶液的pH值（如适用）。

· 如条件允许，可使用紫外可见分光光度计测量溶液。