Получение и использование природных индикаторов в лабораторных условиях

XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке

Получение и использование природных индикаторов в лабораторных условиях

Литвина К.А. 1
1Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Гимназия №13» г.Алексин Тульской обл.
Чадалина Н.Н. 1
1муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Гимназия № 13»
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Индикаторы – это органические и неорганические вещества, изменяющие свою окраску в зависимости от реакции среды. Название «индикаторы» происходит от латинского слова indicator, что означает «указатель».

Индикаторы используются для определения реакции среды (кислая, щелочная или нейтральная). На уроках химии для определения кислотности среды используются фенолфталеин, лакмус, метилоранж. Но существуют природные индикаторы. Соки ярко окрашенных ягод, плодов и цветков и других органов растений обладают свойствами кислотно-основных индикаторов, т. к. тоже изменяют свою окраску при изменении кислотности среды.

Актуальность темы 

Какие растения могут использоваться в качестве индикаторов? Можно ли приготовить растворы растительных индикаторов самостоятельно? Пригодны ли самодельные индикаторы для использования при проведении экспериментов? Вот круг вопросов, на которые необходимо найти ответ.

Цель  работы:  получение  растительных  индикаторов  из  природного  сырья и использования их для определения Ph среды.

Задачи:

- изучить литературные источники по теме;

- рассмотреть классификацию индикаторов;

- изготовить растворы индикаторов из природного сырья;

- изучить окраску природных индикаторов в кислой и щелочной средах;

- исследовать действие природных индикаторов в различных средах (определить среду растворов некоторых моющих и косметических средств.);

- установить зависимость интенсивности окраски природного индикатора от концентрации кислоты и щёлочи.

 Объект  исследования:  растения, вытяжки из органов которых, обладают свойствами индикаторов.

Предмет исследования: растворы растительных индикаторов.

Гипотеза: растворы растительных индикаторов можно приготовить самостоятельно и применять в домашних условиях для определения среды некоторых напитков и растворов моющих средств, также в школьной лаборатории.

Методы  и  приемы  работы 

При выполнении работы использовались следующие методы исследования:

изучение научно – популярной литературы по теме работы;

ознакомление с  методикой  проведения  опытов;

эксперимент;

наблюдение, описание, сравнение;

соблюдение правил техники  безопасности  во  время  химического  эксперимента.

Глава 1. История открытия индикаторов

Впервые вещества, меняющие свой цвет в зависимости от среды, обнаружил в XVII веке английский химик и физик Роберт Бойль (рис.1). Он провел тысячи опытов. Вот один из них.

В лаборатории горели свечи, в ретортах что-то кипело, когда некстати зашел садовник. Он принес корзину с фиалками. Бойль очень любил цветы, но предстояло начать опыт. Он взял несколько цветков, понюхал и положил их на стол. Опыт начался. Открыли колбу, из нее повалил едкий пар. Когда же опыт закончился, Бойль случайно взглянул на цветы, они дымились. Чтобы спасти цветы, он опустил их в стакан с водой. И – что за чудеса - темно-фиолетовые лепестки фиалок, стали красными. Случайный опыт? Случайная находка?

Ученый велел готовить помощнику растворы, которые потом переливали в стаканы и в каждый опустили по цветку. В некоторых стаканах цветы немедленно начали краснеть. Наконец, ученый понял, что цвет фиалок зависит от того, какие вещества содержатся в растворе. Затем Бойль заинтересовался, что покажут не фиалки, а другие растения.

Рис.1. Роберт Бойль

Он приготовил для своих опытов водный настой лакмусового лишайника. Склянка, в которой он хранил настой, понадобилась для соляной кислоты.

Вылив настой, Бойль наполнил склянку кислотой и с удивлением обнаружил, что кислота покраснела. Заинтересовавшись этим, Бойль на пробу добавил несколько капель настоя лакмуса к водному раствору гидроксида натрия и обнаружил, что в щелочной среде лакмус синеет.

Эксперименты следовали один за другим, проверялись васильки и другие растения, но, всё же, лучшие результаты дали опыты с лакмусовым лишайником. Так, в 1663 году, был открыт первый индикатор для обнаружения кислот и оснований, названный по имени лишайника лакмусом.

В 1667 году Роберт Бойль предложил пропитывать фильтровальную бумагу отваром тропического лишайника – лакмуса, а также отварами фиалок и васильков. Высушенные и нарезанные «хитрые» бумажки Роберт Бойль назвал индикаторами.

Именно индикаторы помогли ученому открыть новую кислоту - фосфорную, которую он получил при сжигании фосфора и растворении продукта реакции в воде.

П озже, в середине XIX века, химики научились искусственно синтезировать кислотно–основные индикаторы. Так в 1871 году немецкий химик-органик Адольф фон Байер, будущий лауреат Нобелевской премии, впервые осуществил синтез фенолфталеина (рис.2).

В наши дни известны несколько сот кислотно-основных индикаторов, искусственно синтезированных[8].

Рис.2. Адольф фон Байер

Глава 2.Классификация индикаторов

Одни из самых распространенных – кислотно-основные индикаторы, изменяющие цвет в зависимости от кислотности раствора. Происходит это потому, что в кислой и щелочной среде молекулы индикаторов имеют разное строение. Примером может служить общеизвестный индикатор фенолфталеин. В кислой среде это соединение находится в виде недиссоциированных молекул и раствор бесцветен, а в щелочной среде – в виде ионов и раствор имеет малиновый цвет.

Окислительно-восстановительные индикаторы изменяют свой цвет в зависимости от того, что присутствует в растворе окислитель или восстановитель. Такими индикаторами служат вещества, которые сами подвергаются окислению или восстановлению, при чём окисленная и восстановленная формы имеют разные окраски. Например, окисленная форма дифениламина имеет фиолетовую окраску, а восстановленная – бесцветная.

Широкое распространение получили комплексонометрические индикаторы – вещества, образующие с ионами металлов окрашенные комплексные соединения.

Некоторые вещества, адсорбируются на поверхности осадка, изменяя его окраску; такие индикаторы называются адсорбционными.

При определении среды мутных или окрашенных растворов, в которых практически невозможно заметить изменение окраски обычных кислотно-основных индикаторов, используют флуоресцентные индикаторы. Они светятся (флуоресцируют) разным цветом в зависимости от рН раствора. При этом важно, что свечение индикатора не зависит от прозрачности и собственной окраски раствора.

При отсутствии фабричных химических индикаторов для определения среды растворов можно успешно применять самодельные индикаторы из природного сырья [8,6].

Глава3. Растительные индикаторы

Кислотно-основные индикаторы бывают не только химическими. Они находятся вокруг нас, только обычно мы об этом не задумываемся. Когда нет настоящих химических индикаторов, то для определения среды растворов можно успешно применять самодельные индикаторы из природного сырья.

Исходным сырьем могут служить цветы герани, лепестки пиона или мальвы, ириса, темные тюльпаны или анютины глазки, а также ягоды малины, черники, черноплодной рябины, соки вишни, смородины, винограда, плоды крушины и черемухи др.

Эти природные индикаторы содержат окрашенные вещества (пигменты), способные менять свой цвет в ответ на то или иное воздействие. Их окраска определяется избирательным поглощением света в видимой части солнечного спектра. Попадая в кислую или щелочную среду, они наглядным образом сигнализируют об этом (рис.3).

 Меланин - пигмент, встречающийся в кожуре красных сортов винограда, лепестках некоторых цветков.

Структура молекул меланина жидкокристаллическая. Пигмент является сильным антиоксидантом.

 Фитохром - голубой растительный пигмент белкового строения, контролирует процессы цветения и прорастания семян. У одних растений ускоряя цветение, у других - задерживает. Фитохром играет роль "биологических часов" растения, механизм действия пока не изучен. Известно, что строение пигмента меняется в зависимости от светлого и тёмного времени суток, и он сигнализирует об этом растению. Фитохром связан с клеточными мембранами и встречается практически во всех органах растения. 

Антоцианы - придают растениям окраску в диапазоне от розовой, красной, сиреневой, до синей и тёмно-фиолетовой. Антоцианы образуются в процессах гидролиза крахмала и по своему происхождению являются безазотистыми соединениями, близким к глюкозидам. Усиленное образование антоцианов в клетках растения происходит при снижениях температур окружающей среды, при остановках синтеза хлорофилла, при интенсивном освещении УФ-лучами, при недостатке фосфора, необходимого для ввязывания гидролизованных крахмалом сахаров. При этом окраска листьев растений изменяется от зелёных до красных и синих цветов. Антоцианы хорошо растворимы в воде и присутствуют в соке вакуолей. Диапазон цветов изменяется благодаря наличию в растении трёх моделей антоцианов, различающихся между собой числом гидроксильных групп. В зависимости от кислотности (рН) среды сока вакуолей, антоциан придаёт ту или иную окраску. В кислой среде он обычно имеет красные тона, например, у герани, гортензии, фиалок. В щелочной среде эти растения приобретают сине-голубые тона. Считается, что антоциан защищает растения от низких температур, от вредного воздействия солнечного цвета на цитоплазму. 

Антохлор - пигмент жёлтого цвета. Встречается в клетках кожицы лепестков первоцвета (баранчики, примула), льнянки, жёлтого мака, георгина, в плодах лимонов и других растениях. 

Антофеин - темно-бурый пигмент, содержащийся в клеточном соке некоторых растений (например, в лепестках бобов, в околоцветнике некоторых орхидных).

К аротиноиды - содержатся в растениях, устойчивых к пониженным температурам. Когда хлорофилл исчерпывается в холодное время года, листья приобретают заметную жёлтую или оранжевую окраску за счёт пролонгированного действия пигмента каротиноида. Они защищают растения от пагубного действия солнечного света, принимая УФ-излучения солнца на себя, трансформируя в энергию и передавая её хлорофиллу. С помощью такой передачи хлорофилл регулирует процессы фотосинтеза. Эти пигменты имеют белково-липоидную основу. Они обнаружены в плодах помидоров, апельсинов, мандаринов, в корнеплоде моркови.

Рис. 3. Растительные пигменты

В приложении 1 (таб.1) приводится список растений, органы которых можно использовать для приготовления природных индикаторов.

Обычный чай – тоже индикатор. Если в стакан с крепким чаем капнуть лимонный сок или растворить несколько кристалликов лимонной кислоты, то чай сразу станет светлее. Если же растворить в чае питьевую соду, раствор потемнеет (пить такой чай, конечно, не следует). Чай же из цветков каркаде дает намного более яркие цвета.

Индикатором являются и обычные чернила, которые под влиянием кислоты изменяют окраску с фиолетовой на зеленую, и вновь приобретают фиолетовую окраску при нейтрализации кислоты щелочью.

Соки или отвары ярко окрашенных плодов или других частей растений, используемые в качестве природных индикаторов необходимо хранить в темной посуде. К сожалению, у природных индикаторов есть серьезный недостаток: их отвары довольно быстро портятся – скисают или плесневеют. Поэтому в химических лабораториях используют синтетические индикаторы, резко изменяющие свой цвет в достаточно узких границах рН [3,4,7,9].

Глава 4. Экспериментальная часть

5.1. Приготовление природных индикаторов из растительного сырья

Задачи:

1. получить природные индикаторы из доступных природных объектов;

2 . составить шкалу изменения цвета в зависимости от характера среды для каждого индикатора.

Из литературных источников мы узнали, что приготовить вытяжку природных индикаторов можно разными способами – кипячением в воде растительного сырья или экстрагированием каким-либо растворителем, например – спиртом [1,2,5].

Мы приготовили индикаторы способом кипячения (рис.4).

Рис.4. Получение природных индикаторов

В качестве объектов исследования были отобраны плоды клюквы, черной смородины, малины, земляники, жимолости, красной и черноплодной рябины корнеплоды свёклы, моркови, яблоко, листья базилика и краснокочанной капусты.

Для приготовления растительных индикаторов были взяты по 50 г сырья. Массу измельчили, залили 100 мл воды и прокипятили в течение 1-2 минут. Нагревание приводит к разрушению мембран клеток, и пигменты свободно выходят из клеток, окрашивая воду. Полученные отвары были охлаждены и профильтрованы (рис. 4). С целью предохранения от порчи, в полученный фильтрат добавили спирт в соотношении 2:1.

5.2.Исследование изменения окраски природных индикаторов 

в различных средах

Оборудование: пробирки, стеклянные палочки, пипетки.

Реактивы: готовые растворы отваров природных индикаторов, растворы кислоты и щелочи.

Ход работы:

Для проверки индикаторных свойств полученных растворов приготовили 100г. 0,1 % раствора HCI и 100г. 0.1 % раствора NaOH. рН данных растворов определяли по изменению цвета универсального индикатора.

При добавлении нескольких капель полученных индикаторов в растворы соляной кислоты HCI (кислая среда) и гидроксида натрия NaOH (щелочная среда) происходило изменение цвета индикатора. Отметили изменения окраски растительного индикатора, сравнили с естественным цветом, данные занесли в таблицу.

Результаты исследования представлены в таблице 1и в приложении 2, рис.1-12.

Выводы по результатам исследования

Природные индикаторы можно использовать для определения среды раствора.

Отвары не всех растений обладают ярко выраженными индикаторными свойствами.

Большинство природных индикаторов в кислой среде изменяют свой цвет на красный или его оттенки, а в щелочной среде приобретают оттенки зеленого и желтого цветов. Так как плоды растений имеют кислую среду, индикаторы не так ярко изменяли свою окраску в кислой среде, по сравнению с щелочной.

Лучшими природными индикаторами являются краснокочанная капуста, свекла, чёрная смородина, жимолость, малина, клюква, базилик. При добавлении даже нескольких капелек сока, приготовленного из органов этих растений, в кислоту и щёлочь, индикатор резко изменяет свою окраску.

Слабые индикаторные свойства проявляются у красной рябины, а вытяжка из яблока обесцвечивалась и в кислой, и в щелочной среде. Значит, вытяжки из плодов этих растений не подходят для получения природных индикаторов.

Таблица 1

Результаты испытания растворов природных индикаторов

Исследуемый объект

Естественный цвет индикатора

Цвет раствора в кислой среде

Цвет раствора в щелочной среде

Базилик (листья)

красный

розовый

светло-коричневый

Клюква (плоды)

красный

розовый

зеленоватый

Чёрная смородина (плоды)

красный

розовый

темно-зелёный

Краснокочанная капуста (листья)

тёмно-фиолетовый

розовый

жёлтый

Красная рябина (плоды)

светло-оранжевый

бесцветный

жёлтый

Черноплодная рябина (плоды)

бордовый

розовый

светло-коричневый

Жимолость (плоды)

бордовый

красный

тёмно-зелёный

Земляника (плоды)

красный

розовый

коричневый

Малина (плоды)

красный

розовый

тёмно-зелёный

Свекла (корнеплоды)

бордовая

тёмно-красная

жёлто-зелёный

Морковь (корнеплоды)

ярко-оранжевая

светло-оранжевая

оранжевая

Яблоко (плоды)

светло-коричневая

бесцветный

бесцветный

5.3. Приготовление  индикаторных  бумажек

С  помощью  фильтровальной  бумаги  и  вытяжек  из  растительных  индикаторов   приготовили  индикаторные  бумажки.  Способ  приготовления  простой:  на  фильтровальную  бумагу  с  помощью  пипетки  наносят  раствор  из  вытяжки  растительного  индикатора,  высушивают  и  повторяют  процедуру  ещё  раз.

На одну полоску капнем из пипетки несколько капель раствора соляной кислоты, на другую – раствора щелочи.

Вывод: наблюдается изменение цвета индикаторной бумажки.

Изменение  цвета  пропитанных  индикаторных  бумажек  в  различных  средах  соответствует  изменению  цвета  вытяжки  аналогичного  растительного  индикатора в этих средах.

Определение среды некоторых средств бытовой химии с помощью полученных индикаторов

Оборудование: химические стаканчики, стеклянные палочки, пробирки, пипетки.

Реактивы: образцы моющих и косметико-гигиенические средств; растительные индикаторы (из клюквы, свёклы, черной смородины, краснокочанной капусты).

Каждое исследуемое чистящее и моющее средство растворили в воде и разделили на пять частей. В первую пробирку опустили универсальную индикаторную бумажку, в остальные четыре добавили соответственно по 3 капли отвара свёклы, краснокочанной капусты, чёрной смородины, клюквы. В каждой из пробирок индикаторы изменили окраску.

Результаты исследований занесены в таблицу 2.

Выводы по результатам исследования:

1 Все индикаторы и заводская универсальная бумага, показали во всех испытуемых средствах соответствующий характер среды.

2. Щелочную среду имеют жидкое мыло для рук (Bodyart), чистящие средство для ковров и мягкой мебели(Salix), средство для мытья посуды Fairy.

3. Кожа рук имеет кислотную среду РН=5,5. При использовании моющих средств для посуды, имеющих щелочную среду нарушается нормальная кислотная среда кожи. Для предохранения кожи рук от негативного воздействия, моющие средства должны иметь значение pН, соответствующее значению pН эпидермиса. При применении моющих средств, имеющих щелочную среду, необходимо использовать резиновые перчатки, чтобы защитить кожу.

4. Чистящий крем (Soft), шампунь (Herbal Essence), сухой порошок для белья (Biomax Color) имеют слабокислотную среду, что соответствует гигиеническим требованиям к данным средствам.

Таблица 2

Определение среды косметических средств и средств бытовой химии природными индикаторами

Исследуемый образец

Цвет вытяжки

Тип

среды

свёклы

краснокочанной капусты

чёрной смородины

клюквы

Чистящее средство для посуды (Fari)

желтоватозелёный

бледнофиолетовый

зеленоватый

зеленоватый

слабощелочная

Чистящий крем (Soft)

розовый

розовый

розовый

розовый

кислая

Шампунь (Herbal Essence)

красный

розовый

розовый

розовый

кислая

Жидкое мыло для рук (Bodyart)

жёлто-зелёный

бледнофиолетовый

жёлто-зелёный

жёлто-зелёный

слабощелочная

Сухой порошок для белья (Biomax Color)

розовый

розовый

розовый

бледнорозовый

слабокислая

Чистящие средство для ковров и мягкой мебели(Salix)

жёлто-зелёный

бледнофиолетовый

зеленоватый

зеленоватый

слабощелочная

Определение цвета индикаторов в зависимости от pH среды

Оборудование: химические стаканчики, стеклянные палочки, пробирки, пипетки.

Реактивы: растворы уксусной кислоты, гидроксида натрия с различным водородным показателем, вытяжки индикаторов.

Для исследования изменения окраски природных индикаторов в зависимости от pH среды, приготовили растворы уксусной кислоты и гидроксида натрия различной концентрацией, а значит имеющих различное значение pH.

В растворы кислоты и щёлочи с pH 1, 3,5, 8.10, 12 добавляли по 3 капли вытяжки природного индикатора. В качестве индикаторов были взяты отвары базилика, чёрной смородины, краснокочанной капусты и жимолости.

Результаты проведённых исследований представлены в таблице 3 и в приложении 3(таб.1,2, рис. 1-8).

Таблица3

pH

1

3

5

естественный цвет

8

10

12

Базилик

светло-

розовый

светло-

розовый

светло-

розовый

красный

бледнозелёный

бледножёлтый

светло-

коричневый

Чёрная смородина

яркорозовый

розовый

бледнорозовый

красный

бледнорозовый

тёмно-зелёный

жёлто-зелёный

Краснокочанная капуста

тёмнорозовый

светлорозовый

розовый

тёмно-фиолетовый

зелёный

бледнозелёный

жёлто-зелёный

Жимолость

яркорозовый

розовый

бледнорозовый

бордовый

фиолетовый

бледнозелёный

зелёный

природные индикаторы меняют интенсивность окраски в кислой и щелочной среде в зависимости от pH;

лучшим природным индикатором является краснокочанная капуста

Глава 5. Применение индикаторов

Природные индикаторы находят применение во многих областях человеческой деятельности: в медицине и экологии, в сельском и народном хозяйстве, в пищевой промышленности и в быту.

5.1. Биохимическая роль индикаторов и применение в медицине

Данные последних лет свидетельствуют, что красящие вещества растений выполняют огромную биохимическую роль, обладают многообразными лечебными эффектами и благотворно влияют на организм человека.

Антоцианы являются мощными антиоксидантами, которые сильнее в 50 раз витамина С. Многие исследования подтвердили пользу антоцианов для зрения. Наибольшая концентрация антоцианов содержится в чернике. Поэтому препараты, содержащие чернику, наиболее востребованы в медицине.

Образуя комплексы с радиоактивными элементами, которые губительно действуют на наш организм, антоцианы способствуют быстрому выведению их из организмов. Они оказывают защитное действие на сосуды, уменьшая их ломкость, помогают снизить уровень сахара в крови.

Поступая в организм человека с фруктами и овощами, антоцианы проявляют действие, схожее с витамином Р, они поддерживают нормальное состояние кровяного давления и сосудов, предупреждая внутренние кровоизлияния. Антоцианы требуются клеткам головного мозга, улучшают память.

Антоцианы обладают уникальными свойствами – подавляют рост опухолей. Антоцианы помогают предотвратить развитие катаракты и в целом оказывают благоприятное воздействие на весь организм. Поэтому овощи и фрукты ярких цветов считаются полезными для организма [7].

5.2. Применение природных индикаторов в народном хозяйстве

Кроме медицины антоцианы также используются и в других областях народного хозяйства. Например, в сельском хозяйстве, для оценки химического состава почвы, степени её плодородия, при разведке полезных ископаемых. Добавив в антоциановый раствор горсть земли, можно сделать заключение о ее кислотности, т. к. на одной и той же почве в зависимости от ее кислотности один вид растений может давать высокий урожай, а другие будут

Картофель имеет различную окраску кожуры, глазков, проростков и мякоти. Различие окраски картофеля зависит от содержащихся в нем пигментов. Окрашенные клубни картофеля, как правило, богаче необходимыми для нашего организма веществами.

Окраска клубней меняется под влиянием ядохимикатов, содержащих медь, железо, серу, фосфор и другие элементы. Такими свойствами обладают и другие растения содержащие природные индикаторы. Что позволяет оценить экологическую обстановку. При экологическом мониторинге загрязнений, использование растений содержащих природные индикаторы часто дает более ценную информацию, чем оценка загрязнения приборами. К тому же такой способ мониторинга состояния окружающей среды проще и экономичнее [9].

5.3. Применение индикаторов в быту

Растительные индикаторы можно использовать и в быту.

Индикаторы помогают определять среду растворов различных средств бытовой химии и косметических средств, удалять пятна растительного происхождения.

Даже хозяйки используют индикаторы, чтобы борщ был ярко-красным - в него перед окончанием варки добавляют немного пищевой кислоты – уксусной или лимонной; цвет меняется прямо на глазах.

Давненько было в моде писать приглашения на лепестках цветов; а писали их в зависимости от цветка и желаемого цвета надписи раствором кислоты или щелочи, пользуясь тонким пером или заостренной палочкой.

Ещё в прошлом веке реакцию йода с крахмалом (в результате которой все окрашивается в синий цвет) использовали, чтобы уличить недобросовестных торговцев, которые добавляли в сметану «для густоты» пшеничную муку. Если на образец такой сметаны капнуть йодной настойки, синее окрашивание сразу выявит подвох.

Раньше лакмус использовали в качестве красителя, но когда изобрели синтетические красители, использование лакмуса ограничилось. Для этой цели служат полоски фильтрованной бумаги, пропитанной раствором лакмуса.

Антоцианы применяются в косметике, т.к. обладают стабилизирующим эффектом и являются коллагенами и в пищевой промышленности в виде добавки E163 в качестве природных красителей. Они применяются в производстве кондитерских изделий, напитков, йогуртов и других пищевых продуктов[6,7].

Выводы

В ходе проведения исследовательской работы:

- изучили литературу по данной теме;

- рассмотрели классификацию индикаторов;

- изготовили растворы индикаторов из природного сырья;

- определили окраску природных индикаторов в кислой и щелочной средах;

- определили среду растворов некоторых моющих средств и косметических средств с помощью природных индикаторов;

- установили зависимость интенсивности окраски природного индикатора от концентрации кислоты и щёлочи.

Подтвердили гипотезу:растворы растительных индикаторов можно приготовить самостоятельно и применять в домашних условиях для определения среды некоторых напитков, пищевых продуктов и растворов моющих средств, а также использовать в школьной лаборатории.

Заключение

Подводя итог проделанной работы, можно сказать:

-многие природные растения обладают свойствами кислотно-основных индикаторов, способных изменять свою окраску в зависимости от среды, в которую они попадают;

- для изготовления растворов растительных индикаторов можно использовать следующее природное сырье: плоды малины, клубники, брусники, клюквы, смородины, калины, черники, граната, цитрусовых, тыквы, яблоко; краснокочанную капусту, свеклу, морковь, базилик, куркуму и др.

-растворы растительных индикаторов можно использовать в качестве кислотно-основных индикаторов для определения среды растворов;

- эти индикаторы обладают достаточно высокой чувствительностью, особенно ярко окрашенные соки краснокочанной капусты, черной смородины, клюквы, брусники и свеклы. Свойства этих индикаторов сравнимы со свойствами универсальной индикаторной бумаги;

-интенсивность окраски индикаторов зависит от концентрации исследуемых растворов, что позволяет приблизительно оценить агрессивность среды;

- легкость приготовления и безопасность делают подобные индикаторы легкодоступными, а значит хорошими помощниками в работе с кислотами и основаниями;

- ягоды  растений  имеют  кислую  среду,  поэтому  не  изменяется  цвет  раствора  в  кислой  среде,  окраска  остается  красным.  В  щелочной  среде  растворы  приобретают  от  желтого  до  зеленого  цвета. 

Используемые источники

Аликберова Л.Ю. Занимательная химия. Книга для учащихся, учителей и родителей. – М.: АСТ-ПРЕСС, 1999.

Балаев И.И. Домашний эксперимент по химии.(Пособие для учителя) - М.: Просвещение, 1977.

Вронский В.А. Растительный индикатор. - СПб.: Паритет, 2002. – 253с.

Зацер Л.М. К вопросу об использовании растений-индикаторов в химии. – М.: Наука, 2000. – 253с.

Леенсон И.А. Занимательная химия. - М.: РОСМЭН, 2001.

allinteresting.rupigmenty/. Растительные пигменты: палитра природы

bio.1sept.ruview_article.php?id=201000604 . Грищенко А., Кодацкая С. Игра цветов, или Пигменты в нашей жизни

obuchonok.ru. История открытия индикаторов

ru.wikipedia.org. Биологические пигменты

Приложение 1

Таблица 1. Красители из растительного материала

Цвет окрашивания

Растение

Используемая часть

Черный

Kлен

Листья

Воронец

Ягоды и корни

Kоричневый

Дуб

Листья, кора

Лук репчатый

Шелуха

Ива белая

Kора

Фиолетовый

Черника и ежевика

Ягоды

Бурый

Береза

Листья

Kрасный

Боярышник

Kора, побеги, листья

Зверобой

Стебли

Kрушина

Свежая кора

Подмаренник

Kорни

Бузина черная

Ягоды

Щавель конский

Kорни

Ольха серая

Kора

Оранжевый

Чистотел

Листья и стебли

Желтый

Щавель конский

Листья и стебли

Подмаренник

Цветы

Kрапива

Kорни

Орешник

Kора

Kартофель

Листья и стебли

Лимонный

Барбарис

Плоды

Зеленый

Kрапива

Листья и цветы

Манжетка

Стебли и листья

Пырей

Листья

Трилистник

Листья

Синий

Иван-да-Марья

Цветы

Приложение 2

Окраска природных индикаторов в различных средах

Пробирка №1 – кислая среда (HCl)

Пробирка №2 – естественный цвет

Пробирка №3 – щелочная среда (NaOH)

Рис.1. Базилик Рис.2 Клюква

Рис.3. Чёрная смородина Рис.4. Краснокочанная капуста

Рис. 5. Красная рябина Рис.6. Черноплодная рябина

Рис.7. Жимолость Рис.8. Земляника

Рис.9. Малина Рис.10. Свёкла

Рис.11. Морковь Рис.12. Яблоко

Приложение 3

 

Шкала кислотности растворов

Таблица 1. Характер среды в зависимости от рН среды

рН

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

Характер среды

Сильнокислая

Сильнокислая

Сильнокислая

Умеренно кислая

Умеренно кислая

Слабокислая

Слабокислая

Нейтральная

Слабощелочная

Слабощелочная

Умеренно щелочная

Умеренно щелочная

Сильнощелочная

Сильнощелочная

Сильнощелочная

Окраска растворов индикаторов в зависимости от pH среды

пробирки

1

2

3

4

5

6

7

Значение

pH

1

3

5

Естественный

цвет

12

10

8

Рис.1,2. Изменение цвета вытяжки базилика

Рис.3, 4. Изменение цвета вытяжки чёрной смородины

Рис.5, 6. Изменение цвета вытяжки краснокочанной капусты

Рис.7,8. Изменение цвета вытяжки жимолости

Просмотров работы: 4095