XXIV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Лакмусовая бумага. Эксперименты с рН

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Гончаров Т.Г. 1

---

1МАОУ "Образовательный центр "Ньютон" г.Челябинска"

Юлдыбаева Г.Г. 1

---

1 МАОУ "Образовательный центр "Ньютон" г.Челябинска"

Работа в формате PDF

126 KB

Автор работы награжден дипломом победителя III степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителя

Введение

Лакмус – это химическое вещество природного происхождения, с помощью которого определяют кислотно-щелочной уровень воды или раствора. Попадая в кислотную среду, лакмус краснеет, в щелочную - приобретает синий оттенок, в нейтральную - фиолетовый. Это наиболее распространенный индикатор, который применяется в промышленности и может быть полезен в домашних условиях.

Цель работы: анализ лакмусовой бумаги и ее реакция на разные растворы.

Задачи:

1. Изучить историю появления лакмусовой бумаги.

2. Изучить шкалу лакмусовой индикаторной бумаги.

3. Ознакомиться с применением лакмусовой бумаги.

Гипотеза: при прикосновении с разными растворами лакмусовая бумага меняет цвет.

Объект исследования: лакмусовая бумага.

Предмет исследования: взаимодействие лакмусовой бумаги с растворами.

Методы исследования: сбор и обработка информации, эксперимент, анализ.

Актуальность: лакмусовые полоски я впервые увидел у своей бабушки, с помощью полосок она определяла кислотность почвы. Мне стало интересно, что представляет собой лакмусовая бумага, стал искать информацию про лакмусовую бумагу. Она представляет собой недорогой расходный материал, который используется практически во всех химических лабораториях; бумага быстро и ярко меняет цвет, указывая на рН растворов, в которые ее опускают.

Историческая справка

Лакмусовая бумага - широко используемый индикатор pH, который играет решающую роль в химии для определения природы любого вещества. Лакмусовая бумажка - это специально обработанная бумажная полоска, которая меняет цвет в зависимости от кислотности или щелочности (уровня pH) раствора. Лакмусовая бумага - бесценный инструмент для быстрого определения того, является ли раствор кислотным или щелочным, что делает ее важным компонентом в различных научных и промышленных процессах.

Лакмус представляет собой водорастворимую смесь различных красителей, извлеченных из лишайников.

Немного истории про лакмус

Впервые вещества, меняющие свой цвет в зависимости от среды, обнаружил в XVII веке английский химик и физик Роберт Бойль.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 кончился, Бойль случайно взглянул на цветы, они дымились. Чтобы спасти цветы, он опустил их в стакан с водой. И – что за чудеса - фиалки, их темно-фиолетовые лепестки, стали красными. Случайный опыт? Случайная находка? Роберт Бойль не был бы настоящим ученым, если бы прошел мимо такого случая. 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 [3].

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, что в переводе с латинского означает «указатель», так как они указывают на среду раствора.

Слово "лакмус" происходит от древнескандинавского слова, обозначающего "мох, используемый для окрашивания" [1].

Шкала лакмусовой индикаторной бумаги

PH-индикатор – это такой указатель, который меняет цвет, и подсказывает людям, где кислота, где щёлочь, а где нейтральная среда.

Шкала, в которой показаны возможные цвета индикатора в разных растворах.

Оказалось, что лакмус является индикатором, и при взаимодействии с кислотной или щелочной средой меняет свой цвет. Поэтому индикаторы используются для определения реакции среды (кислая, щелочная или нейтральная).

Лакмусовая бумага состоит из впитывающей бумаги, обработанной натуральным красителем, добываемым из лишайников, в частности лакмусового лишайника. Этот краситель чувствителен к изменениям концентрации ионов водорода (H +) в растворе, который определяет его pH. В присутствии кислотных веществ синяя лакмусовая бумага становится красной, указывая на кислотность, в то время как красная лакмусовая бумага становится синей в щелочных или щелочных растворах, сигнализируя об их щелочной природе. Способность лакмусовой бумаги менять цвет в зависимости от изменения рН делает ее ценным и простым в использовании инструментом для быстрого определения кислотности или щелочности раствора.

Лакмусовая бумага проста в использовании, требует минимальной подготовки или специальных знаний. Любой может быстро и легко провести тест pH с помощью лакмусовой бумаги.

Лакмусовая бумага обеспечивает быстрые результаты. Изменение цвета происходит практически мгновенно, что позволяет проводить оценку pH на месте [2].

Лакмусовая бумага относительно недорогая, что делает ее экономичным вариантом для тестирования уровня pH, особенно по сравнению с более сложным лабораторным оборудованием.

Сфера применения лакмусовой бумаги

Применяется обычно для определения уровня PH в пищевой промышленности для распознавания уровня кислотности напитков и воды для питья; в косметологии при изготовлении кремов, тоников и прочих средств по уходу за кожей; в сельском хозяйстве для определения состава почвы; в медицине для проведения анализов мочи, слюны, прочих жидкостей и выделений; для определения кислотно-щелочного уровня воды в бассейнах, котлах отопления.

Любители растений, цветоводы и садоводы при помощи лакмусовой бумажки смогут определить уровень pH почвы и самодельных удобрений. Оптимальный кислотно-щелочной уровень почвы составляет 6-6,5 единиц для большинства растений. Если показатели отклоняются от нормы, растения замедляют рост, сбрасывают листву или прекращают цветение без видимых причин.

Например:Проверить почву можно с помощью лакмусовой бумаги. Для этого необходимо взять землю на глубине 5-20 сантиметров. Эту землю насыпаю в емкость, в моем случае это пластиковые стаканчики. Заливают землю дистиллированной водой, чтобы вода была на 2-3 сантиметра выше уровня земли в емкости. Землю с водой хорошо перемешивают и оставляют на 15 минут. Затем снова перемешиваем воду с землей. Перемешивают простой деревянной палочкой.

Аквариумные рыбки также чувствительны к уровню pH воды в аквариуме. Оптимальный баланс, который подходит для большинства разновидностей рыб и растений, составляет 6,3-7 единиц. Если показатели превышают отметку 7, растения могут погибнуть, а если опускаются ниже 6, рыбки могут не выжить.

Как магазинные, так и самодельные косметические средства должны иметь нейтральный уровень pH - примерно 5,5. Чтобы убедиться в этом, достаточно погрузить лакмусовую бумажку в жидкость или суспензию.

Практическая часть

Принцип действия: вы погружаете полоску в жидкость на 1-2 сек. и затем прикладываете ее к специальной шкале и сравниваете цвет бумажки с цветами шкалы. Например, если бумажка окрасилась в синий цвет, то надо найти такой же цвет на шкале, если в зеленый, надо искать зеленый и т.д.  Каждому цвету соответствует определенное значение pH.

Для практической работы я взял воду обычную, молоко, раствор марганцовки, лимонную кислоту, водный раствор аммиака. Брал индикаторную лакмусовую полоску погружал в определенный раствор на 1-2 секунды и затем прикладывал её к специальной шкале и сравнивал цвет бумаги с цветами шкалы. Затем все записывал в таблицу:

Вывод: с помощью шкалы мною был определен цвет индикатора, значение рН, среду раствора данных исследуемых растворов. Лакмусовая бумага – это простой и широко используемый химический индикатор в химии и биологии. Это небольшая полоска или квадратик впитывающей бумаги, пропитанная натуральным водорастворимым красителем, получаемым из лишайников, в частности лакмусовой бумажки. Эта специальная бумага используется для определения того, является ли раствор кислым или щелочным (основным) по реакции изменения цвета (Приложение А-Е) .

Заключение

Индикаторная лакмусовая бумага представляет собой отрезки, пропитанные химическим веществом. Выпускается в виде отдельных полосок или в рулонах. Такой формат является наиболее распространенным. Использовать лакмусовую бумагу очень легко. Достаточно оторвать одну полоску и погрузить в жидкость, которую необходимо исследовать. Почти сразу же бумага приобретет тот оттенок цвета, который соответствует кислотно-щелочному уровню исследуемого вещества. Лакмусовая бумага является важным инструментом в естественнонаучном образовании, позволяя учащимся понимать pH и выполнять простые тесты pH в ходе экспериментов в классе. Вот что такое лакмус в действии.

Список литературы

1. Что такое лакмус и чем он полезен - https://fb.ru/article/446015/chto-takoe-lakmus-i-chem-on-polezen?ysclid=m2hte57atp923362995

2. Что такое лакмусовая бумага? – https://www.geeksforgeeks.org/litmus-paper/

3. Лакмусовая бумага: все, что нужно знать. - https://лакмусовая.рф/bumaga-ph-1