Природные кислотно-основные индикаторы и их практическое применение
Цели: Рассмотреть историю открытия кислотно-основных индикаторов. Изучить методику приготовления природных индикаторов. Определить экспериментальным путем возможность использования природных индикаторов для определения среды разных растворов (сока, кефира, и зубной пасты.). Задачи: Ознакомиться с методикой приготовления самодельных индикаторов из плодов растений. Экспериментальным путем получить набор индикаторов. Изучить поведение растительных индикаторов в различных средах. Провести исследование по определению среды растворов различных средств.
Индикаторы (от английского indicate-указывать) — это вещества, которые изменяют свой цвет в зависимости от среды раствора. С помощью индикаторов качественно определяют реакцию среды. Впервые индикаторы обнаружил в 17 веке английский химик и физик Роберт Бойль. Чтобы понять, как устроен мир, Бойль провел тысячи опытов. Из истории
Кислотно-основные индикаторы— органические соединения, способные изменять цвет в растворе при изменении кислотности ( pH ). Индикаторы: Лакмус Фенолфталеин Метиловый оранжевый Универсальный индикатор Кислотно-основные индикаторы
Свёкла красная, сок; Чёрная смородина сок; Голубика, ягоды; Морковь, сок; Вишня, сок ягод; Земляника, ягоды; Фиалка, лепестки. Природные индикаторы из растений
Почистила свеклу и натерла на терке. Залила все получившееся водой в соотношении 1:1. Спустя 15 минут профильтровала смесь. Методика приготовления самодельных растительных индикаторов
Нарезала фильтровальную бумагу. Пропитала полоски фильтровальной бумаги приготовленным раствором. Высушила полоски, не допуская попадания яркого свет.
Испытала действие приготовленных индикаторов в стандартных кислотно — основных растворах: уксусной кислоты, соды и щелочи. Результаты занесены в таблицу.
Приготовленные индикаторы использовала для определения среды разных бытовых растворов: зубной пасты, сока, кефира. Для этого я растворила каждый продукт в воде в соотношении 1:1. Пропитала полоски индикатора этими растворами.
Сделала вывод о среде этих растворов. Результаты занесла в таблицу. Вещества Процесс Цвет Кефир Обесцвечивание Бледно-розовый Яблочный сок Без изменений Без изменений Зубная паста Обесцвечивание Бледно-розовый
Раствор из свеклы я разлила в три пробирки. В каждую пробирку добавила разные вещества: уксус, соду, щелочь.
Сделала вывод о изменении среды этих растворов. Результаты занесла в таблицу. Растворы Процесс Цвет Раствор соды Изменение цвета Фиолетовый Раствор уксусной кислоты Изменение цвета Красный Щелочь Изменение цвета Бурый, маслянистый
Таким образом, задачи исследования выполнены. Проведя научно-исследовательскую работу, пришла к следующим выводам: Растворы растительных индикаторов можно получить в домашних условиях и использовать в качестве кислотно-основных индикаторов для определения среды растворов. Наиболее пригодны для получения индикаторов такие растения как свекла, красная роза, гвоздика, черная смородина, краснокочанная капуста, ежевика, черника, вишня. Свойства этих индикаторов сравнимы со свойствами универсальной индикаторной бумаги. Используя индикаторы и природного происхождения и синтетические можно определить среду используемого средства или продукта питания, а значит чувствовать себя уверенней в мире окружающих нас веществ. Вывод
Источник
Природные кислотно-основные индикаторы
1. Теоретическая часть. Индикаторы (от английского indicate-указывать) — это вещества, которые изменяют свой цвет в зависимости от среды раствора. С помощью индикаторов качественно определяют реакцию среды. Впервые индикаторы обнаружил в 17 веке английский химик и физик Роберт Бойль. Чтобы понять, как устроен мир, Бойль 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, какой раствор находится в стакане, какие вещества содержатся в растворе. Затем Бойль заинтересовался, что покажут не фиалки, а другие растения. Эксперименты следовали один за другим. Лучшие результаты дали опыты с лакмусовым лишайником. Тогда Бойль опустил в настой лакмусового лишайника обыкновенные бумажные полоски. Дождался, когда они пропитаются настоем, а затем высушил их. Эти хитрые бумажки Роберт Бойль назвал индикаторами, что в переводе с латинского означает «указатель», так как они указывают на среду раствора. Именно индикаторы помогли ученому открыть новую кислоту — фосфорную, которую он получил при сжигании фосфора и растворении образовавшегося белого продукта в воде. В настоящее время на практике широко применяют следующие индикаторы: лакмус, фенолфталеин, метиловый оранжевый.
Одним из давно известных индикаторов является лакмус. Хотя лакмус уже в течение нескольких столетий, верно, служит людям, его состав так до конца и не изучен. Лакмус- это сложная смесь природных соединений. Он был известен уже в Древнем Египте и в Древнем Риме, где его использовали в качестве фиолетовой краски- заменителя дорогостоящего пурпура. Затем рецепт приготовления лакмуса был утерян. Лишь в начале 14 века во Флоренции вновь была открыта фиолетовая краска орсейль, тождественная лакмусу, причем способ ее приготовления в течение многих лет держали в секрете.
Готовили лакмус из специальных видов лишайников. Измельченные лишайники увлажняли, а затем добавляли в эту смесь золу и соду. Приготовленную таким образом густую массу помещали в деревянные бочки, добавляли мочу и выдерживали долгое время. Постепенно раствор приобретал темно- синий цвет. Его упаривали и в таком виде применяли для окрашивания тканей. В 17 веке производство орсейли было налажено во Фландрии и Голландии, а в качестве сырья использовали лишайники, которые привозили с Канарских островов.
Похожее на орсейль красящее вещество было выделено в 17 веке из гелиотропа — душистого садового растения с темно- лиловыми цветками. Именно с этого времени, благодаря Р. Бойлю, орсейль и гелиотроп стали использовать в химической лаборатории. И лишь в 1704 году немецкий ученый М. Валентин назвал эту краску лакмусом.
Сегодня для производства лакмуса измельченные лишайники сбраживают в растворах поташа (карбоната калия) и аммиака, затем в полученную смесь добавляют мел и гипс.
В 19 веке на смену лакмусу пришли более прочные и дешевые синтетические красители, поэтому использование лакмуса ограничивается лишь грубым определением кислотности среды. На смену лакмусу в аналитической химии пришел лакмоид — краситель резорциновый синий, который отличается от природного лакмуса и по строению, но сходен с ним по окраске: в кислой среде он красный, а в щелочной — синий.
В наши дни известны несколько сот кислотно-основных индикаторов, искусственно синтезированных начиная с середины 19 века. Индикатор метиловый оранжевый (метилоранж) в кислой среде красный, в нейтральной – оранжевый, а в щелочной – синий.
Более яркая цветовая гамма свойственна индикатору тимоловому синему: в кислой среде он малиново-красный, в нейтральной – желтый, а в щелочной – синий. Индикатор фенолфталеин (в медицинской практике его раньше называли пургеном, сейчас редко применяют в качестве слабительного) в кислой и нейтральной среде – бесцветен, а в щелочной имеет малиновую окраску. Поэтому фенолфталеин используют лишь для определения щелочной среды. В зависимости от кислотности среды изменяет окраску и краситель бриллиантовый зеленый (его спиртовой раствор используется как дезинфицирующее средство – зеленка). В сильнокислой среде его окраска желтая, а в сильнощелочной среде раствор обесцвечивается.
Однако в последнее время в лабораторной практике используется универсальный индикатор- смесь нескольких индикаторов. Он позволяет легко определить не только характер среды, но и значение кислотности (рН) раствора.
2. Экспериментальная. Далее детям предлагается исследовать природные вещества на предмет создания и выявления методики приготовления индикаторов из природных веществ.
Для установления методики приготовления растительных индикаторов дети изучали и исследовали соки ярко окрашенных плодов и ягод, клеточный сок лепестков цветков разных растений, таких как: ромашки, шиповника, календулы, свеклы, пиона, черники, черной смородины, чая, отвар коры дуба, брюссельской капусты. Наилучшие результаты были получены при использовании следующих растений: черники и смородины.
Методика приготовления самодельных растительных индикаторов.
- Приготовили отвар из сока ягод черники или черной смородины.
- К 30 г. ягод добавили 1 столовую ложку горячей воды.
- Довели раствор до кипения.
- Охладили, дали раствору отстояться.
- Отфильтровали. Для фильтрования использовали воронку, приготовленную из пластмассовой бутылки и фильтровальную бумагу.
- Нарезали фильтровальную бумагу.
- Пропитали полоски фильтровальной бумаги приготовленным отваром.
- Высушили полоски, не допуская попадания яркого свет.
- Хранили приготовленные индикаторные бумажки в темной посуде.
- Испытали действие приготовленных индикаторов в стандартных кислотно- основных растворах: уксусной кислоты и соды.
Источник