在《趣味化學(xué)》這本書中，保羅叔叔在與少年對(duì)話中提到牛奶也含有碳元素。李慧香對(duì)這點(diǎn)有點(diǎn)困惑，李大壯決定帶著女兒做相關(guān)實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證及拓展她視野，但他覺得在家里做太危險(xiǎn)，于是他發(fā)揮自己從事試劑儀器行業(yè)的優(yōu)勢(shì)找到一客戶的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室，自己備齊試劑及新鮮雞蛋、新鮮純牛奶樣品后選擇周末時(shí)間帶著女兒過去做實(shí)驗(yàn)。
在客戶的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室里，李大壯開始指導(dǎo)女兒做實(shí)驗(yàn)。
第一個(gè)實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證牛奶中含有碳元素。
在李大壯的關(guān)注下，李慧香首先將一個(gè)泥三角架套住酒精燈，然后將少量牛奶倒在一個(gè)潔凈的蒸發(fā)皿里，接著將它放在泥三角架上，最后點(diǎn)燃酒精燈。她一邊用玻璃棒攪拌，一邊觀察現(xiàn)象，不一會(huì)，牛奶先是凝固然后再碳化。此時(shí)，她用燈帽將酒精燈蓋滅，火焰熄滅后她揭開燈帽再重蓋一次，接著她用坩堝鉗將蒸發(fā)皿移到石棉墊上，然后她再往蒸發(fā)皿里倒入蒸餾水后發(fā)覺碳化了的牛奶不能溶解。
等女兒做完實(shí)驗(yàn)后，李大壯就對(duì)女兒說：“牛奶中將近90%是水，其余10%的主要成分是蛋白質(zhì)、脂肪，加熱時(shí)水不斷蒸發(fā)直到水蒸發(fā)完后，牛奶開始凝固起來，而凝固物主要成分是蛋白質(zhì)與脂肪，它們都含有碳、氫、氧這三種元素，此時(shí)繼續(xù)加熱，凝固物就會(huì)出現(xiàn)碳化現(xiàn)象。碳化后的牛奶已產(chǎn)生變性而不能再被水溶解。”
李慧香在父親講解完實(shí)驗(yàn)后，她終于知道牛奶中確實(shí)有碳元素，但她還是有疑問：“爸爸，我有二個(gè)疑問：第一個(gè)問題是如何證明牛奶中含有蛋白質(zhì)？至于牛奶中含有脂肪就不用證明了，因?yàn)槲以诔幸娺^有全脂牛奶及脫脂牛奶賣；第二個(gè)問題是蛋白質(zhì)只是凝固而不碳化可否繼續(xù)溶于水呢？”
李大壯很高興，女兒能提出問題，他繼續(xù)指導(dǎo)女兒做實(shí)驗(yàn)。
第二個(gè)實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證牛奶中含有蛋白質(zhì)。
李慧香在父親指點(diǎn)下，往潔凈試管里倒入10ml上下的牛奶，接著她用潔凈量筒量取雙縮脲試劑A 3ml，并將它倒入到牛奶中，然后她手握著試管左右擺動(dòng)，待試管內(nèi)溶液振蕩均勻后，她又用膠頭滴管吸2滴雙縮脲試劑B加到牛奶中，加完后她繼續(xù)左右擺動(dòng)試管，不一會(huì)牛奶變成了紫色。
待女兒做完實(shí)驗(yàn)后，李大壯進(jìn)行解釋：“雙縮脲試劑A是0.1g/ml的氫氧化鈉水溶液，雙縮脲試劑B是0.01g/ml的硫酸銅水溶液。牛奶中加入雙縮脲試劑A是調(diào)節(jié)PH值，人為制造堿性環(huán)境，在堿性環(huán)境條件下加入的雙縮脲試劑B，雙縮脲試劑B中的硫酸銅的Cu^2+與蛋白質(zhì)的肽鍵絡(luò)合成紫色的絡(luò)合物。”李慧香聽完父親的解釋后又學(xué)懂了二點(diǎn)知識(shí)：其一牛奶中含有蛋白質(zhì)；其二可用雙縮脲試劑鑒定待測(cè)樣品中是否含有蛋白質(zhì)。
李慧香覺得好玩繼續(xù)做一次蛋白質(zhì)的鑒定。
她在雞蛋殼上打個(gè)小孔讓雞蛋清流入潔凈小燒杯中，然后再加入雙縮脲試劑后發(fā)覺溶液不僅變紫色而且比剛才牛奶樣品的顏色要深，于是她推斷出雞蛋清不僅含有蛋白質(zhì)且含量要比牛奶高。她的結(jié)論得到父親肯定，高興得跳起來，但李大壯認(rèn)為她表述不夠嚴(yán)謹(jǐn)，“雞蛋清不僅含有蛋白質(zhì)且含量要比牛奶高”應(yīng)表述為：雞蛋清不僅含有蛋白質(zhì)且其濃度要比牛奶高。
李慧香越做越上癮，她在父親指導(dǎo)下繼續(xù)做實(shí)驗(yàn)。
第四個(gè)實(shí)驗(yàn)是蛋白質(zhì)鹽析實(shí)驗(yàn)。
李慧香在雞蛋殼上打個(gè)小孔讓雞蛋清流入潔凈小燒杯中，然后加入100ml蒸餾水，再用玻璃棒輕輕攪動(dòng)一下，接著用鋪有5、6層紗布的漏斗過濾雞蛋清溶液，最后得到100ml許的雞蛋清(蛋白質(zhì))水溶液。
在父親建議下，李慧香先取少量蛋白質(zhì)水溶液通過雙縮脲試劑來鑒定溶液是水溶性蛋白質(zhì)溶液后，再在父親指點(diǎn)下開始制備飽和(NH4)2SO4溶液。
她先向潔凈小燒杯中加80ml蒸餾水，再加入少量硫酸銨粉末，然后用玻璃棒不斷攪拌使之溶解，隨后她邊攪拌邊逐漸加入硫酸銨粉末，直到有少量粉末不能溶解后停止添加，此時(shí)她停止攪拌。待硫酸銨溶液靜置一會(huì)后，李慧香將硫酸銨溶液的上層透明溶液倒入小試劑瓶里，然后再往試劑瓶里加少量硫酸銨粉末，飽和硫酸銨水溶液就大功告成了。
李慧香配制好飽和硫酸銨水溶液后就開始做鹽析實(shí)驗(yàn)，她將5ml左右的雞蛋清(蛋白質(zhì))水溶液倒入到潔凈試管中，然后逐滴加入飽和硫酸銨水溶液，當(dāng)加至4ml左右時(shí)，她看到蛋白質(zhì)水溶液中明顯有絮狀物析出后就停止加入飽和硫酸銨水溶液。李大壯等女兒觀察完后又指揮她往試管中加入大約6ml蒸餾水，一會(huì)他女兒發(fā)現(xiàn)那絮狀物又溶解了，雞蛋清(蛋白質(zhì))水溶液又變成透明溶液了。
此時(shí)李大壯不急著解答女兒?jiǎn)柕牡诙€(gè)問題，他繼續(xù)指導(dǎo)女兒做另一個(gè)實(shí)驗(yàn)——蛋白質(zhì)變性實(shí)驗(yàn)。
李慧香將10ml左右的雞蛋清(蛋白質(zhì))水溶液倒入到規(guī)格為25mm*100mm的潔凈試管中，然后她用試管夾夾住試管放在酒精燈上加熱，不一會(huì)她看到蛋白質(zhì)凝結(jié)后停止加熱，接著她將凝結(jié)了的蛋白質(zhì)倒進(jìn)一潔凈小燒杯中，最后她往里加蒸餾水時(shí)發(fā)現(xiàn)凝結(jié)了的蛋白質(zhì)不再溶解。
李慧香做完蛋白質(zhì)加熱實(shí)驗(yàn)后在父親指導(dǎo)下做最后一個(gè)實(shí)驗(yàn)，也是蛋白質(zhì)變性實(shí)驗(yàn)，只不過路徑不同。
李慧香同樣將5ml左右的雞蛋清(蛋白質(zhì))水溶液倒入到潔凈的試管中，然后她開始加入0.5%的醋酸鉛溶液數(shù)滴后，試管中的蛋白質(zhì)出現(xiàn)凝結(jié)現(xiàn)象，此時(shí)她往試管中加入蒸餾水后發(fā)現(xiàn)凝結(jié)了的蛋白質(zhì)不再溶解。
李慧香做完全部實(shí)驗(yàn)后，李大壯開始解答她的第二個(gè)問題“蛋白質(zhì)只是凝固而不碳化可否繼續(xù)溶于水”，他娓娓道來：“蛋白質(zhì)水溶液中加入飽和硫酸銨水溶液后，因硫酸銨是強(qiáng)電解質(zhì)，在水中溶解度又大，一方面它與蛋白質(zhì)爭(zhēng)奪水分子，破壞蛋白質(zhì)膠體顆粒表面的水膜；另一方面又大量中和蛋白質(zhì)膠體顆粒上的電荷，從而隨著硫酸銨濃度増大，蛋白質(zhì)溶解度會(huì)降低而產(chǎn)生析出現(xiàn)象，但沉淀物如你實(shí)驗(yàn)見到那樣可溶于水，硫酸銨水溶液這種對(duì)蛋白質(zhì)的作用叫鹽析，當(dāng)然鹽析是可逆的。另外無論你是給蛋白質(zhì)加熱還是加入醋酸鉛溶液，結(jié)果是蛋白質(zhì)凝結(jié)了不再溶于水，你加熱蛋白質(zhì)時(shí)只是讓它凝結(jié)但無碳化，實(shí)驗(yàn)結(jié)果已回答了你的問題，這種現(xiàn)象叫變性。變性了的蛋白質(zhì)是不可能再溶于水的，因蛋白質(zhì)受到物理因素(如加熱)或化學(xué)因素(如醋酸鉛類重金屬鹽溶液)作用下，蛋白質(zhì)會(huì)失去生理活性，其分子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)發(fā)生改變而導(dǎo)致凝結(jié)現(xiàn)象出現(xiàn)，這種改變是不可逆的，即蛋白質(zhì)凝結(jié)后再不能在水中重新溶解，這種現(xiàn)象在化學(xué)上叫蛋白質(zhì)的變性。”
李慧香聽完父親的解釋后，高高興興地說：“爸爸，我聽明白了！化學(xué)實(shí)驗(yàn)、物理實(shí)驗(yàn)太好玩了。”
李大壯嗆了下女兒：“乖乖，僅僅是覺得化學(xué)實(shí)驗(yàn)、物理實(shí)驗(yàn)好玩？”
李慧香翹起嘴巴說：“我覺得好玩是指好奇，對(duì)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的物理、化學(xué)現(xiàn)象覺得新奇但一時(shí)難以明白其中的奧秘。”
李大壯回了句：“人不是一口吃成胖子的，學(xué)習(xí)是漸進(jìn)的過程，隨著你逐漸長(zhǎng)大，你學(xué)識(shí)越來越豐富，你會(huì)越來越懂世間萬物的真諦！但物理、化學(xué)是實(shí)驗(yàn)科學(xué)，要描寫物理、化學(xué)規(guī)律，要用到數(shù)學(xué)工具，所以學(xué)好物理、化學(xué)的前提是數(shù)學(xué)要好。”
李慧香自豪地說：“我對(duì)數(shù)學(xué)很有信心，爸爸就不要擔(dān)心了。”