Об'єкти дослідження: 1.Природні речовини, які можна використовувати для приготування кислотно-основних індикаторів: соки яскраво забарвлених плодів та ягід, клітинний сік пелюсток квіток різних рослин, яскраво забарвлена шкірка фруктів та кора дерев. 2. Розчини речовин, що використовуються у повсякденному житті
Завдання проекту: 2. Вивчити методику виготовлення природних індикаторів. 3. Визначити експериментальним шляхом можливість використання природних індикаторів для визначення середовища побутових розчинів (мила, шампуню, порошку, зубного порошку, чаю, соку. Ґрунтової витяжки тощо) 4. Вивчити хімічні основи природних індикаторів. 1.Розглянути історію відкриття деяких кислотно-основних індикаторів.
Індикатори (від англійської indikate - вказувати) - це речовини, які змінюють свій колір залежно від середовища розчину. Індикатори, що найбільш широко застосовуються в хімічній лабораторії Лакмус Фенолфталеїн Метиловий помаранчевий Універсальний - суміш декількох індикаторів У наші дні відомо кілька сотень індикаторів.
Сторінки історії Вперше індикатори виявив у 17 столітті англійський хімік та фізик Роберт Бойль. Щоб зрозуміти, як улаштований світ, Бойль зробив тисячі дослідів. Ось один із них. У лабораторії горіли свічки, у ретортах щось кипіло, коли увійшов садівник із кошиком фіалок. Досвід почався, відкрили колбу, з неї повалила їдка пара. Бойль глянув на квіти, вони димилися. Щоб врятувати квіти, він опустив їх у склянку з водою. І пелюстки квітів із темно-фіолетових стали червоними. Вчений наказав готувати помічнику розчини, які потім переливали у склянки. Вчений зрозумів, що колір фіалок залежить від того, які розчини були у склянці. Потім Бойль зацікавився, що покажуть не фіалки, а інші рослини. Найкращі результати дали досліди з лакмусовим лишайником. Роберт Бойль
Лакмус був відомий ще в Стародавньому Єгипті і в Стародавньому Римі, де його використовували як фіолетову фарбу - замінника дорогого пурпуру. Потім рецепт приготування лакмусу було втрачено. Лише на початку 14 століття у Флоренції знову було відкрито фіолетова фарба- орсейль Готували так: 1. Подрібнювали лишайники. 2. Зволожували, додавали в суміш золу та соду. 3.Поміщали в дерев'яні бочки, додавали сечу і тривалий час витримували Сторінки історії
Схоже на орсейль барвиста речовина була виділена в 17 столітті з геліотроп-запашної садової рослини з темно-ліловими квітками. Саме з цього часу завдяки Р. Бойлю, орсейль та геліотроп стали використовуватись у хімічній лаборатрії. І лише 1704 року німецький учений М. Валентин назвав цю фарбу лакмусом. Сучасне виробництво лакмусу 1. Подрібнюють лишайники 2.Зброджують у розчині поташу (карбонату калію) та аміаку. 3. Додають крейду та гіпс.
Методика приготування саморобних рослинних індикаторів Для встановлення методики приготування рослинних індикаторів нами були вивчені та досліджені соки яскраво забарвлених плодів та ягід, клітинний сік пелюсток квіток різних рослин, таких як: ромашки, шипшини, календули, буряків, півонії, чорниці відвар кори дуба, брюссельської капусти. Найкращі результати були отримані при використанні наступних рослин: чорниці та смородини. 1.Приготували відвар із соку ягід чорниці або чорної смородини. 2. До 30 р. ягід додали 1 столову ложку гарячої води. 3.Довели розчин до кипіння. 4.Охолодили, перемішували протягом 2-3 хвилин, дали розчину відстоятися протягом 1-2 хвилин.
5.Відфільтрували. Для фільтрування використовували вирву, приготовлену з пластмасової пляшки та фільтрувальний папір. 6.Нарізали фільтрувальний папір (шириною 1см, довжиною 4 см). 7. Просочили смужки фільтрувального паперу приготованим відваром протягом 2 хвилин. 8. Висушили смужки, не допускаючи попадання яскравого світла. 9. Зберігали приготовані індикаторні папірці у темному посуді.
Характеристики рослинних індикаторів Рослина (частина його) рН = 1 (кисле середовище) рН = 7 (нейтральне середовище) рН = 13 (лужне середовище) Темна квасоля Червоний Фіолетовий Жовто-зелений Виноград (шкірка) Рожевий Бузковий Жовто-зелений Чорниця (ягоди) Червоний Синій Чорна смородина (ягоди) Червоний Синій
Домашній експеримент (результати дослідження побутових розчинів) Досліджуваний розчин Колір Середа 1. Ґрунтова витяжка Червоний Кислая 2.Сік «Добрий», яблучний Червоний Кислая 3.Кефір «Будиночок у селі» Червоний Кислая 4.Молоко «Будиночок у Селі» Фіолет Фіолет. Розчин мила "Чиста лінія, мило косметичне" Синій Лужна
Хімічні основи дії рН-індикаторів з екстрактів рослин. При низьких значеннях рН характерною формою антоціанінів є оксонієвий іон(1), що надає розчину рожево-червоного кольору. У міру зменшення кислотності ця структура перетворюється на безбарвну сполуку (2), а в лужному середовищі – на хіноїдну сполуку (3), що має блакитне забарвлення. Оскільки всі ці процеси оборотні, змінюючи рН середовища можна багаторазово спостерігати переходи кольору.
Висновки по експерименту 1. Цей сорт чаю має підвищену кислотність, тому його не треба пити людям з підвищеною кислотністю шлунка. 2. Досліджуваний шампунь має нейтральне середовище, тому його можна використовувати для ніжної дитячої шкіри. 3.Досліджуваний сорт мила не слід застосовувати людям із сухою шкірою, т.к. цей сорт мила, володіючи лужною реакцією середовища, буде сушити шкіру. 4. Взятий для дослідження порошок, має яскраво виражені основні властивості. Тож працювати з ним треба обережно. Вовняні та шовкові речі в такому порошку краще не прати. 5. Ґрунт, взятий на дослідження зі шкільного городу, має кислотними властивостями, тому слід проводити роботи з її вапнуванню, т.к. кислий ґрунт несприятливо впливає на розвиток рослин.
Висновки по роботі 1. Хімія- це наука, яка безпосередньо пов'язана з практичною діяльністю людини, невипадково епіграфом до проекту були взяті слова М. В. Ломонсова «Далеко простягає хімія руки свої в людські справи». 2.Розглянули історію відкриття деяких індикаторів та хімічні основи рН-індикаторів з рослин. 3. Вивчили методику приготування рН-індикаторів з рослин. 4.Визначили за допомогою саморобних індикатрів середовище деяких побутових розчинів.
Дорогі хлопці! Дякуємо Вам за увагу! Ми з Вами ще раз переконалися, що у домашніх умовах ми можемо приготувати індикаторні папірці та використовувати їх для визначення кислотності середовища побутових розчинів. Робота над проектом триватиме наступного року
Муніципальна бюджетна загальноосвітня установа
«Середня загальноосвітня школа №22»
с. Кневичі Артемівського міського округу
Проектна робота
Індикатори довкола нас
Виконала: Козлова Ксенія
учениця 8 «А» класу
Керівник: Кльоц Олена Павлівна
вчитель хімії та біології
Артем, 2018
Зміст
Введення - - - - - - - - - - - 3
1. Літературний огляд. - - - - - - - 4
1.1. Історія відкриття індикаторів - - - - - - 4
1.2. Індикатори в природі - - - - - - - 5
1.3. Індикатори на уроках хімії - - - - - 6
2. Матеріали та методи - - - - - - - - 8
2.1. Експеримент у шкільній лабораторії - - - - - 8
2.2. Обробка результатів - - - - - - 9
Висновки - - - - - - - - - - - 10
Висновок - - - - - - - - - 10
Список літератури - - - - - - - 11
Вступ
Індикатори широко використовують у хімії, у тому числі й у школі. Будь-який школяр скаже, що таке фенолфталеїн, лакмус або метилоранж.
Індикатор – прилад, пристрій, речовина, що відображає зміни параметра контрольованого процесу або стану об'єкта. При додаванні того чи іншого індикатора в кислотне або лужне середовище розчини змінюють своє забарвлення. Тому індикатори використовуються визначення реакції середовища (кисла, лужна чи нейтральна). Ще нам розповіли, що соки яскраво забарвлених ягід, плодів і квіток мають властивості кислотно-основних індикаторів, тому що теж змінюють своє забарвлення при зміні кислотності середовища.
Мене зацікавило питання: соки яких рослин можуть використовуватися як індикатори? Чи можна приготувати розчини рослинних індикаторів самостійно? Чи потрібні саморобні індикатори для використання в домашніх умовах, наприклад, для визначення середовища продуктів харчування?
Актуальність теми: залучення інтересу школярів до популяризації органічної хімії за допомогою простих та безпечних дослідів.
Мета роботи : Отримати природні індикатори з навколишніх матеріалів. Вивчити їх властивості на прикладі використання як індикатори.
Завдання:
Вивчити літературу про індикатори;
Ознайомитись з їх відкриттям та виконуваними функціями;
Навчитися виділяти індикатори із природних об'єктів;
Дослідити дію природних індикаторів у різних середовищах.
1. Літературний огляд
1.1 Історія відкриття індикаторів
Вперше речовини, що змінюють свій колір залежно від середовища, виявив у XVII столітті англійський хімік та фізик Роберт Бойль. Він провів тисячі дослідів. Ось один із них.
У лабораторії горіли свічки, у ретортах щось кипіло, коли недоречно зайшов садівник. Він приніс кошик із фіалками. Бойль дуже любив квіти, але треба було почати досвід. Він узяв кілька квіток, понюхав і поклав їх на стіл. Досвід почався, відкрили колбу, з неї повалила їдка пара. Коли досвід закінчився, Бойль випадково глянув на квіти, вони димилися. Щоб урятувати квіти, він опустив їх у склянку з водою. І – що за дива – фіалки, їхні темно-фіолетові пелюстки, стали червоними. Вчений наказав приготувати помічнику розчини, кожен опустили по квітці. У деяких склянках квіти негайно почали червоніти. Нарешті, вчений зрозумів, що колір фіалок залежить від того, які речовини містяться в розчині1 ].
Бойль почав готувати настої з інших рослин: цілющих трав, деревної кори, коренів рослин та ін. Проте найцікавішим виявився фіолетовий настій, отриманий з лакмусового лишайника. Кислоти змінювали колір на червоний, а луги на синій.
Бойль розпорядився просочити цим настоєм папір і потім висушити його. Так було створено перший лакмусовий папір, який є у будь-якій хімічній лабораторії. Таким чином було відкрито одну з перших речовин, яку Бойль уже тоді назвав.індикатором».
Роберт Бойль приготував водяний розчин лакмусового лишайника для своїх дослідів. Склянка, в якій він зберігав настій, знадобилася для соляної кислоти. Вилив настій, Бойль наповнив склянку кислотою і з подивом виявив, що кислота почервоніла. Зацікавившись цим явищем, Бойль на пробу додав кілька крапель до водного розчину натрію гідроксиду і виявив, що в лужному середовищі лакмус синіє. Так було відкрито перший індикатор виявлення кислот і лугів, названий на ім'я лишайника лакмусом. З того часу цей індикатор є одним із незамінних індикаторів у різних дослідженнях у галузі хімії [2 ].
1.2 Індикатори у природі
Царство рослин вражає різноманіттям фарб. Колірна палітра різноманітна і визначається хімічним складом клітинного вмісту кожної рослини, до складу якої входять пігменти. Пігменти – це органічні сполуки, присутні в клітинах та тканинах рослин та фарбують їх. Розташовані пігменти у хромопластах. Відомо понад 150 видів пігментів.
Якщо немає справжніх хімічних індикаторів, для визначення кислотності середовища можна успішно застосовувати… домашні, польові та садові квіти і навіть сік багатьох ягід – вишні, рябини, смородини. Рожеві, малинові чи червоніквіти герані, пелюсткипівоніїабокольорового горошкустануть блакитними, якщо опустити їх у лужний розчин. Також посиніє в лужному середовищі сіквишніабосмородини. Навпаки, у кислоті ті самі "реактиви" приймуть рожево-червоний колір. Рослинні кислотно-основні індикатори тут - барвники на ім'яантоціани . Самеантоціани надають різноманітні відтінки рожевого, червоного, блакитного та лілового багатьом кольорам та плодам.
Фарбувальна речовина буряківбетаїн в лужному середовищі знебарвлюється, а в кислому - червоніє. Ось чому такий апетитний колір у борщу з квашеною капустою.
Рослини з підвищеною концентрацією антоціанів популярні у ландшафтному дизайні.
Каротиноїди (від латинського слова «морква») – це природні пігменти від жовтого до червоно-жовтогарячого кольору, що синтезуються вищими рослинами, грибами, губками, коралами. Каротиноїди є поліненасиченими сполуками, в більшості випадків містять у молекулі 40 атомів вуглецю. Ці речовини нестійкі на світлі, при нагріванні, дії кислот і лугів. З рослинних матеріалів каротиноїди можуть бути виділені екстракцією органічних розчинників.
Природні барвники містяться і в квітках, і в плодах, і кореневищах рослин.
На жаль, майже всі природні індикатори мають серйозний недолік: їх відвари досить швидко псуються - скисають або пліснявіють. Інший недолік – дуже широкий інтервал зміни кольору. При цьому важко або неможливо відрізнити, наприклад, нейтральне середовище від слабокислого або слаболужного.
1.3 Індикатори під час уроків хімії
Індикатори - означає "покажчики". Це речовини, які змінюють колір залежно від того, потрапили вони в кисле, лужне або нейтральне середовище. Найбільше поширені індикаторилакмус, фенолфталеїн та метилоранж.
Фенолфталеїн (Продається в аптеці під назвою "пурген") - білий або білий із злегка жовтуватим відтінком дрібнокристалічний порошок. Розчинний у 95% спирті, практично не розчинний у воді. Безбарвний фенолфталеїн у кислому та нейтральному середовищі безбарвний, а у лужному середовищі забарвиться у малиновий колір. Тому фенолфталеїн використовується для визначення лужного середовища.
Метиловий помаранчевий - Кристалічний порошок оранжевого кольору. Помірно розчинний у воді, легко розчинний у гарячій воді, практично нерозчинний в органічних розчинниках. Перехід фарбування розчину від червоного до жовтого.
Лакмус - Порошок чорного кольору. Розчинний у воді, 95% спирті, ацетоні, крижаній оцтовій кислоті. Перехід фарбування розчину від червоного до синього.
У лабораторних умовах можуть використовуватись і менш поширені індикатори: метилвіолет, метиловий червоний, тимолфталеїн. Більшість індикаторів використовуються лише у вузькому діапазоні рН, але існують і універсальні індикатори, що не втрачають властивостей за будь-яких значень показника водню[ ].
2. Матеріали та методи
2.1 Експеримент у шкільній лабораторії
Для проведення дослідницької роботи я використалачервона цибуля та її лушпиння, ягоди вишні, журавлини, буряки та цвітна капуста.
Для приготування рослинних індикаторівневелика кількістьсировиникожного зразкаяподрібнилау ступці, перемістила в пробірку,залила12 мл води та прокип'ятила протягом 1-2 хвилин. Отримані відвари були охолоджені та профільтровані(Рис. 1).
Отримавши таким чином розчини індикаторів, я перевірила, яке забарвлення вони мають у різних середовищах.
Для одержання розчину з кислим середовищем використовувалася лимонна кислота, і з лужної – питна сода.
Приготовлені розчини перевірили на кислотність середовища за допомогою універсального індикатора, порівнявши їх показники з показниками соляної кислоти та розчину лугу (рис. 2).
Ці розчини я перелила у пробірки для подальшого експерименту. Для зручності пробірки я розділила за кольором: з рожевим маркуванням – розчин соди, з жовтим маркуванням – розчин лимонної кислоти. За допомогоюпіпеткія додавала в розчини покілька крапель саморобного індикатора.
2.2 Обробка результатів
Результати цих дослідівпредставленіу таблицяхе.
Таблиця 1. Результати
Сировина для приготування індикатора
Природний колір індикатора
Забарвлення у кислому середовищі
Забарвлення у лужному середовищі
Лушпиння червоної цибулі
червоний
червоний
коричнево-зелений
Червона цибуля
безбарвний
світло рожевий
світло-жовтий
Буряк
яскраво червоний
яскраво червоний
темно червоний
Кольорова капуста
безбарвний
світло рожевий
безбарвний
Журавлина
яскраво червоний
яскраво червоний
темно синій
Вишня
темно червоний
яскраво червоний
фіолетовий
Найкращий результат був отриманий з відваром журавлини, вишні, лушпиння червоної цибулі (рис. 3)
Висновки
Отримали природні індикатори з навколишніх матеріалів;
Вивчили їх властивості на прикладі використання як індикатори;
Вивчили літературу про індикатори;
Висновок
Провівши науково-дослідну роботу, я дійшла таких висновків:
багато природних рослин мають властивості індикаторів, здатних змінювати своє забарвлення залежно від середовища, в яке вони потрапляють;
для виготовлення розчинів рослинних індикаторів можна використовувати таку природну сировину: ягодивишні, журавлини, цвітну капусту, буряк, червону цибулю та її лушпиння;
саморобні індикатори з природної сировини можна застосовувати під час уроків хімії у сільських школах, якщо є проблема забезпечення школи хімічними індикаторами.
Це дослідження необхідно продовжити влітку, коли багато рослин. Яскраво забарвлені квіти містять багато різних пігментів, які можуть бути індикаторами та використовуватися як барвники.
Список літератури
1. Ветчинський К.М. Рослинний індикатор.М.: Просвітництво, 2002. - 256с.
2. Вронський В.А. Рослинний індикатор. - СПб.: Паритет, 2002. - 253с.
3. Степін Б. Д., Алікберова Л. Ю. Цікаві завдання та ефектні досліди з хімії. - М.: Дрофа, 2002
4. Штремплер Г.І. Домашня лабораторія (Хімія на дозвіллі). - М., Просвітництво, Навчальна література.-1996.
5. http://www.alhimik.ru/teleclass/glava5/gl-5-5.shtml
6. fb.ru/article/276377/chto -таке -indikator -v -himii -оподілення -primeryi- printsip -deystviya
Величини у круглих дужках взяті з книги «Короткий довідник хіміка», сост. В.І.Перельман, М.-Л., „Хімія“, 1964.
- Точне значення рН переходу для більшості індикаторів дещо залежить відіонної силирозчину (І). Так, значення рН переходу, що визначається при I=0,1 (напр., розчинхлоридівнатрію або калію) відрізняється від точки переходу в розчині з I=0,5 або I=0,0025 на 0,15...0,25 одиниці рН.
- * Стовпець «х» - характер індикатора: к-кислота, о-основа.
- Фенолфталеїну сильно лужному середовищі знебарвлюється. У середовищі концентрованої сірчаної кислоти також він дає червоне забарвлення, зумовлене будовою катіону фенолфталеїну, хоча й не таке інтенсивне. Ці маловідомі факти можуть призвести до помилок щодо реакції середовища.
Дослідження відварів природних Забарвлення природних індикаторів
Індикаторів у кислому середовищі (рис 1) у кислому середовищі (рис.2)
Дослідження розчинів Забарвлення природних індикаторів
індикаторів у лужному середовищі (Мал. 3) у лужному середовищі (Мал. 4)
Відвар пелюсток троянди та гвоздики в кислому та лужному середовищі (Рис 5-6)
Відвар ягід обліпихи та вишні в кислому та лужному середовищі (Рис 7 - 8)
Відвар ягід ожини та чорниці в кислому та лужному середовищі (Рис 9 - 10)
Відвар червоної цибулі та ягід журавлини в кислому та лужному середовищі (Рис 11-12)
Відвар столових буряків та ягід полуниці в кислому та лужному середовищі (Рис 13-14)
Відвар ягід чорної смородини та малини в кислому та лужному середовищі (Рис 15-16)
Відвар листя червонокачанної капусти в кислому та лужному середовищі (Рис 17)
ДОДАТОК 4
Результати дослідження Результати дослідження
індикатора з буряка (Рис 1) індикатора із соку та відвару
Полуниця (рис 2)
Кольори відвару та соку чорної смородини (рис 3) Кольори відвару та соку вишні у кислому середовищі (Рис. 4)
Кольори відвару, соку свіжої та замороженої червонокачанної капусти в лужному та кислому середовищі (рис 5, 6)
Забарвлення соків у кислоті (рис 7)
Забарвлення соків у лугу (рис 8)
ДОДАТОК 5
Дослідження кольору індикатора із відвару капусти червонокачанної, пелюстків троянд та гвоздик у розчинах з різними значеннями рН (Рис. 1-3)
Дослідження кольору індикатора із відвару ягід вишні, чорниці та червоної цибулі в розчинах з різними значеннями рН (Рис. 4-6)
Дослідження кольору індикатора із відвару столового буряка та чорної смородини в розчинах з різними значеннями рН (Рис.7, 8)
ДОДАТОК 6
Дослідження засобу для миття посуду (рис.1-2)
Дослідження засобу для виведення плям (рис. 3).
Вивчення властивостей засобу для миття скла (рис. 4)
Дослідження середовища засобу видалення іржі (рис. 5)
Дослідження середовища миючого засобу Прогрес (рис. 6)
Мета роботи: Дослідити властивості синтетичних індикаторів, що застосовуються у шкільній лабораторії та отримані з окремих соків та відварів квітів, овочів, ягід, вивчення характеру середовища з їх допомогою.
Гіпотеза: розчини рослинних індикаторів можна приготувати самостійно та застосовувати у хімічній лабораторії та домашніх умовах за необхідності визначення середовища розчину, властивість розчинів індикаторів залежить від способу одержання, розчини природних індикаторів допоможуть визначити значення рН розчину з точністю універсального індикатора.
вивчити літературні джерела на тему; приготувати розчини індикаторів з природної сировини різними способами та дослідити вплив кислотного та лужного середовища на їх забарвлення; порівняти отримані дані із властивостями показників кислотно-лужного середовища заводського універсального індикатора; визначити середовище розчинів деяких засобів, що застосовуються у побуті; Завдання дослідження
Об'єкт дослідження: природні рослини, пігменти яких мають властивості індикаторів, синтетичні індикатори шкільної лабораторії. Предмет дослідження: кислотно-лужні властивості відвару та соку ягід, овочів, квітів Методи дослідження: Експеримент Спостереження Порівняння Аналіз отриманих результатів
Класифікація індикаторів
Досвід № 1 «Отримання розчинів синтетичних індикаторів та дослідження їх властивостей»
Фенолфталеїн Метиловий помаранчевий Лакмоїд
Досвід №2 «Отримання рослинних індикаторів»
Досвід № 3 «Дослідження забарвлення отриманих рослинних індикаторів у кислому та лужному середовищах»
Кисле середовище
Лужне середовище
Капуста червонокачанна
Досвід № 4 «Порівняння дії індикаторів, отриманих з відвару та свіжих соків свіжих та заморожених ягід та овочів»
Досвід № 4 «Порівняння дії індикаторів, отриманих з відвару та свіжих соків свіжих та заморожених ягід та овочів» Їдальня Буряк Полуниця Червона цибуля Малина Червонокачанна капуста
Досвід № 5 «Дослідження зміни забарвлення індикаторів за різних значень pH – середовища у порівнянні з властивостями універсального індикатора»
Капуста червонокачанна
Досвід № 6 «Виявлення властивостей розчинів речовин, що застосовуються у побуті»
Досвід № 6 «Виявлення властивостей розчинів речовин, що застосовуються у побуті»
Висновки по роботі: Розчини рослинних індикаторів можна отримати в домашніх умовах і використовувати як кислотно-основні індикатори для визначення середовища розчинів. Найбільш придатні для отримання індикаторів такі рослини як буряк, червона троянда, гвоздика, чорна смородина, капуста, ожина, чорниця, вишня. Властивості цих індикаторів можна порівняти з властивостями універсального індикаторного паперу.
Індикатори з сировини краще готувати у вигляді розчинів соків. Можна використовувати й заморожену сировину. Помітна різниця у кольорах деяких соків заморожених та свіжих ягід, вимагає подальшого вивчення на прикладах інших ягід у літню пору року.
Синтетичні індикатори менше змінюють початковий відтінок, отриманий при додаванні кислоти або лугу порівняно з природними індикаторами. Отримані індикатори можна використовувати на уроках хімії, на заняттях елективного курсу, щоб учні мали уявлення про природні індикатори та використовували їх у своєму житті в майбутньому, оскільки синтетичні індикатори не всім доступні Роботу з природними індикаторами можна продовжити, досліджуючи індикатори. Висновки по роботі:
Дякую за увагу!
Стародумова Олена
Люди стикаються з необхідністю з'ясування реакції середовища розчинів у хімічної лабораторії, а й у побуті. У цьому їм можуть допомогти деякі рослини. Проектна робота учня 8 класу Тетянинської школи присвячена вивченню індикаторних властивостей їстівних рослин.
Завантажити:
Попередній перегляд:
ПВАТ «Тетянинська школа»
Природні індикатори
Проект учениці 8 класу
ПУОО «Тетянинської школи»
Стародумової Олени
Керівник проекту -
вчитель хімії
Захарова Зоя Геннадіївна
2015 рік
Вступ ……………… 2
Глава 1 ………………………………… 3
Глава 2 ……………………………………… 7
Глава 3 ……………………………………… 10
Висновок ………………………………… 13
Список використаної літератури …… 14
Вступ.
Людині важливе знання кислотності середовища у хімічної лабораторії, а й у повсякденному житті. Вдома ми використовуємо такі кислоти, як оцтова, лимонна, щавлева; лужні розчини аміаку, соди, вапна. А серед кислот і лугів багато небезпечних, агресивних речовин, здатних викликати опіки. Їх не можна куштувати на смак. Для визначення середовища розчину є спеціальні речовини – індикатори.
Про індикатори я дізналася на заняттях природничо-наукового гуртка «УМКИ». Також це поняття трапляється і на уроках хімії. Мені стало цікаво дізнатися, чи можуть рослини виявляти властивості індикаторів, і якщо можуть, то всі чи тільки деякі? Тож саме природні індикатори стали темою мого проекту. Метою мого проекту є: виявити кислотно-лужні індикатори серед їстівних рослин. Для досягнення цієї мети мені потрібно виконати такі завдання:
1) вивчити літературу на тему «Індикатори»;
2) придбати навички користування хімічними реактивами та обладнанням, проведення дослідів;
3) за результатами експерименту скласти таблицю зміни забарвлення різних їстівних рослин залежно від середовища рН;
4) провести майстер-клас з приготування індикаторів із рослинної сировини на занятті природничо-наукового гуртка у 6 класі.
Об'єктом мого дослідження є індикатори, предметом дослідження – природні індикатори.
При виконанні проекту я використовую методи спостереження, експерименту, порівняння, аналізу.
Глава 1
Хімічні показники.
§1. Що таке індикатори?
Вікіпедія дає загальне визначення поняття індикатора так:
індикатор (від латинського слова indicator – покажчик) – це інформаційна система, речовина, прилад, пристрій, що відображає зміни будь-якого параметра контрольованого процесу чи стану об'єкта у формінайбільш зручною для безпосереднього сприйняття людиною візуально, акустично, тактильно або іншим способом.
Поняття «індикатор» використовується у різних галузях науки.
Індикатор, з погляду соціології, -доступна спостереженню та виміру характеристика досліджуваного об'єкта, що дозволяє судити про інші його характеристики, недоступні безпосередньому дослідженню.
Індикатор, з погляду екології, – система ознак, що дозволяють оцінити стан екосистеми.
Індикатор, з погляду математики, – функція, що встановлює приналежність елемента безлічі.
Індикатори, з точки зору хімії, - хімічні речовини, що змінюють забарвлення, люмінесценцію або осад, що утворюють при зміні концентрації компонента в розчині.
Хімічний енциклопедичний словник серед індикаторів виділяє:адсорбційні, ізотопні, кислотно-основні, окисно-відновлювальні, комплексонометричні, люмінесцентні індикатори.
Моя робота присвячена кислотно-основним індикаторам.
Кислотно-основні індикатори -органічні та неорганічні речовини, що використовуються для визначення водневого показника pH або встановлення кінцевої точки титрування (зазвичай зміни кольору).Причина зміни кольору індикаторів полягає у зміні будови молекул індикатора в кислотному та лужному середовищі, що призводить до зміни спектру поглинання розчину.
§2. З історії відкриття індикаторів.
Виділені з рослин пігменти – барвники – були відомі ще в Стародавньому Єгипті та Стародавньому Римі.
Початок використання органічних речовин як індикатори пов'язаний з ім'ям Роберта Бойля, англійського фізика та хіміка, який відкрив індикатори. Якось, вивчаючи властивості соляної кислоти, Бойль випадково пролив її на квітки фіалок, принесені садівником. Через деякий час пелюстки стали яскраво-червоними. Бойль зацікавився цим явищем. Він опускав фіалки в різні розчини і, зрештою, зрозумів, що колір фіалок залежить від того, які речовини містяться в розчині. Бойль також почав експериментувати з іншими рослинами. Найкращі результати дали досліди із лакмусовим лишайником, колір якого кислоти змінювали на червоний, а луги – на синій. Тоді Бойль опустив у настій лакмусового лишайника паперові смужки та висушив їх. Отримані смужки Роберт Бойль назвав індикаторами, що у перекладі з латинського означає «покажчик», оскільки вони вказують на середовище розчину.
Ймовірно, найстаріший кислотно-основний індикатор – лакмус. Ще в 1640 році ботаніки описали геліотроп - запашну рослину з темно-ліловими квітками, з якої було виділено барвник. Цей барвник став широко застосовуватися хіміками як індикатор, який у кислому середовищі був червоним, а в лужному – синім. Спочатку за допомогою нового індикатора досліджували мінеральні води, а приблизно з 1670 його почали використовувати в хімічних дослідах. У 1704 р. німецький вчений М.Валентин назвав цю фарбу лакмусом; це слово і залишилося у всіх європейських мовах, крім французької (французькою лакмус - tournesol, що дослівно означає «повертається за сонцем»; так само французи називають і соняшник). Незабаром виявилося, що лакмус можна видобувати і з дешевшої сировини, наприклад, деяких видів лишайників.
§3. Кислотно-лужні індикатори.
З розвитком хімії зростала кількість кислотно-лужних індикаторів. Індикатори, отримані в результаті хімічного синтезу: фенолфталеїн, введений у науку в 1871 німецьким хіміком А. Байєром, і метилоранж, відкритий в 1877 році.
У наш час відомі кілька сотень штучно синтезованих кислотно-лужних індикаторів. З деякими з них ми можемо познайомитись у шкільній хімічній лабораторії. Фенолфталеїн – у хімії - індикатор, виражений безбарвними кристалами без смаку та запаху. Температура плавлення – 259-263°З. У медицині – проносний засіб (застаріла назва – пурген). У лужному середовищі забарвлюється в яскраво-малиновий колір, а в нейтральному та кислотному середовищі безбарвний.Лакмус (лакмоїд) - індикатор, що видобувається з деяких лишайників, і фарбується під дією кислот у червоний колір, а під дією лугів – у синій.Метиловий помаранчевий – кислотно-основний індикатор, синтетичний органічний барвник із групи азобарвників. У кислотах виявляє рожеве забарвлення, а в лугах – жовте.
Таблиця 1.
Індикатор | Інтервал pH | Зміна забарвлення |
Метиловий фіолетовий | (I) 0,13 - 0,5 | Жовта – зелена |
Резоловий червоний | (I) 0,2 - 1,8 | Червона – жовта |
Метиловий фіолетовий | (II) 1,0 – 1,5 | Зелена – синя |
Тимоловий синій | (I) 1,2 - 2,8 | Червона – жовта |
Тропеолін 00 | 1,3 – 3,2 | Червона – жовта |
Метиловий фіолетовий | (III) 2,0 - 3,0 | Синя – фіолетова |
Бромфеноловий синій | 3,0 – 4,6 | Жовта – синя |
Метиловий помаранчевий | 3,1 – 4,0 | Червона – оранжево-жовта |
Бромкрезоловий синій | 3,8 – 5,4 | Жовта – синя |
Метиловий червоний | 4,2 – 6,2 | Червона – жовта |
Лакмус (азолітмін) | 5,0 – 8,0 | Червона – синя |
Бромкрезоловий пурпурний | 5,2 – 6,8 | Жовта – яскраво-червона |
Бромтимоловий синій | 6,0 – 7,6 | Жовта – синя |
Феноловий червоний | 6,8 – 8,4 | Жовта – червона |
Крезоловий червоний | (II) 7,0 - 8,8 | Жовта – темно-червона |
Тимоловий синій | (II) 8,0 - 9,6 | Жовта – синя |
Фенолфталеїн | 8,2 – 10,0 | Безбарвна – червона |
Тимолфталеїн | 9,3 – 10,5 | Безбарвна – синя |
Нільський блакитний | 10,1 – 11,1 | Синя – червона |
Діазофіолетовий | 10,1 – 12,0 | Жовта – фіолетова |
Індігокармін | 11,6 – 14,0 | Синя – жовта |
У таблиці наведено поширені в лабораторній практиці кислотно-основні індикатори у порядку зростання значень pH, що викликають зміну забарвлення. Перше забарвлення відповідає значенням pH до інтервалу, друге забарвлення – після інтервалу. Римські цифри у дужках відповідають номеру переходу забарвлення (для кольорових індикаторів).
§4. Водневий показник.
У хімії розрізняють нейтральну, кислотну та лужну реакцію середовища розчину.
Луги – це гідроксиди лужних, лужноземельних металів та амонію. Слово «луг» походить від слова «луг». Так називали милий розчин, що утворюється при варінні золи. Лугами за старих часів називали речовини, розчини яких милки на дотик. Луги використовувалися в миловаренні, виробництві скла, при фарбуванні тканин. Пізніше навчилися виробляти їдкі луги – гідроксиди лужних металів (NaOH, KOH).
Кислоти – це складні речовини, що містять атоми водню, які можуть бути замінені атомами металу. Спочатку під кислотою розуміли речовину, розчин якої має кислий смак. Головні мінеральні кислоти – соляна (НСl), сірчана (H 2 SO 4 ) та азотна (HNO 3 ) були отримані ще алхіміками.
З позиції теорії електролітичної дисоціації кислотою називають електроліт, що дисоціює у водному розчині з утворенням катіонів лише одного типу - Н+ - іонів водню; основа - це електроліт, що утворює при дисоціації лише один тип аніонів - гідроксид-іони ВІН _ .
Поняття «водневий показник» було запроваджено датським хіміком Серенсеном у 1909 році. Показник позначають pH за першими буквами латинських слів potential hydrogen – сила водню. Водневий показник – негативний десятковий логарифм концентрації водневих іонів (рН = -lg), де концентрація іонів водню моль/л. Чим менше рН, тим більша концентрація іонів водню, тобто вище кислотність середовища. Залежно від концентрації іонів Н+
в розчині може бути кисле, нейтральне або лужне середовище.
Дистильовану воду, взяту при температурі 22о З, прийнято вважати нейтральною. Будучи слабким електролітом, вода частково дисоціює на іони Н+
(у водних розчинах він завжди гідратований і присутній у вигляді Н 3 О + ) та ВІН _ . Їхні концентрації однакові і складають при кімнатній температурі 10-7
моль/л, рН дистильованої води дорівнює 7.
Якщо значення водневого показника менше 7, розчин є кислим, так як концентрація іонів водню в ньому вище за концентрацію гідроксид-іонів. А при рН більше 7 концентрація іонів водню в розчині менше концентрації гідроксид-іонів. Такі розчини називаються лужними. Дощова вода зазвичай має слабокислу реакцію середовища (рН = 6) за рахунок розчинення в ній вуглекислого газу; дощ вважається кислотним, якщо його рН менше 5. Шлунковий сік – це сильнокисле середовище (рН = 1,7), а рН крові (7,4), слини (6,9) та сльози (7) близький або дорівнює нейтральному.
Розділ 2
Рослини – індикатори.
§1. Індикаційна геоботаніка.
У старовинних народних повір'ях нерідко йшлося про трави і дерева, здатні виявляти різні скарби. Існує багато книг, присвячених квітам-геологам. У «Уральських оповідях» П.П. Бажова написано про чарівні квіти та «розрив-траву», що відкривають людям комори міді, заліза, золота. У романі А.Г.Барміна "Руда" є також розмова про квіти-геологи.
В останні роки були науково обґрунтовані зв'язки між певними рослинами та родовищами деяких корисних копалин. Наприклад, в Австрії та в Китаї за допомогою рослин, які віддають перевагу грунту з великим вмістом міді, відкрили поклади мідної руди, а в Америці за допомогою рослин знайшли родовища срібла. Триколірні польові фіалки, братки або польовий хвощ говорять людині про те, що в грунті, нехай і в мінімальній кількості, але міститься цинк, золото. Рожевий берізок і золотиста мати-й-мачуха цілими галявинами розростаються на глинистих і вапняних ґрунтах. На Алтаї шукали поклади міді "мідною травою" (качимом). Було помічено, що чагарники часто зустрічаються в місцях, де виявлені виходи міді.
Нерідко по потворному розвитку деяких рослин можна дізнатися про присутність у ґрунті багатьох корисних копалин. Наприклад, на ґрунтах із звичайним вмістом бору такі рослини, як полин, прутняк, солянка, ростуть високими, а на ґрунтах із підвищеним вмістом цього елемента ці рослини стають карликовими. Змінена форма пелюсток маку вказує на те, що під землею знаходяться поклади свинцю та цинку.
Допоможе відшукати воду і визначити, прісна вона чи солона, солодка – велика рослина з темною зеленню та червоно-фіолетовими китицями квітів. Якщо рослина цвіте пишно – вода прісна, якщо слабо і на листі з'являється світлий наліт – вода солона.
Іноді в рослинах накопичується так багато цінних елементів, що вони стають «рудою». Дуже рідкісний метал берилій накопичують ягоди брусниці, кора модрини, горицвіт амурський, а в золі звичайної кукурудзи або хвоща міститься багато золота. Виявилося, що звичайна лобода містить багато свинцю, а шавлія – германій та вісмут. Найкращим розвідником виявився полин. Над рудними зонами вона містить багато ртуті, свинцю, цинку, срібла, сурми, миш'яку. Накопичення рудних елементів і важких металів не проходить для рослини безвісти, зовнішній вигляд її змінюється. Бор гальмує зростання рослин, викликає гіллястість. Рослини не цвітуть, відмирають коріння. Надлишок берилію змінює форму гілок у молодих сосен. Якщо в ґрунті багато заліза, рослини мають яскраво-зелене листя, здаються сильними та здоровими. А з приходом осені вони першими жовтіють і втрачають листя. Висока концентрація у ґрунті марганцю знебарвлює листя.
Виходить, вивчаючи хімічний склад рослин, можна відкрити нові родовища. І зараз геоботанічний метод все ще застосовується на практиці. Виникла навіть наука – «індикаційна геоботаніка», що вивчає рослини, що чуйно реагують на зміни навколишнього середовища та допомагають виявити багатства земних надр.
§2. Антоціани та каротиноїди.
Природа – унікальний витвір Всесвіту. Цей світ гарний, таємничий та складний. Царство рослин вражає різноманіттям фарб. Колірна палітра різноманітна і визначається хімічним складом клітинного вмісту кожної рослини, до складу якої входять пігменти – біофлавоноїди. Пігменти – це органічні сполуки, присутні в клітинах та тканинах рослин та фарбують їх. Розташовані пігменти у хромопластах. Відомо понад 150 видів пігментів. До біофлавоноїдів відносяться, наприклад, антоціани та каротиноїди.
Широко поширеними в рослинному світі барвниками є антоціани. Антоціани (від грецьких слів «квітка» і «синя») – природні барвники з групи флавоноїдів, відносяться до глікозидів. Антоціани надають рослинам забарвлення в діапазоні від рожевого до темно-фіолетового. Вони найчастіше розчинені у клітинному соку, іноді зустрічаються у вигляді дрібних кристалів. Антоціани легко витягти з будь-яких синіх чи червоних частин рослини. Якщо, наприклад, прокип'ятити нарізаний коренеплід столового буряка або листя червонокачанної капусти в невеликій кількості води, то незабаром вона забарвиться від антоціана в фіолетовий колір. Але досить до цього розчину додати кілька крапель оцтової, лимонної, щавлевої або будь-якої іншої кислоти, як він відразу ж прийме інтенсивне червоне забарвлення. Присутність антоціанів у клітинному соку рослин надає квіткам дзвіночків синій колір, фіалок – фіолетовий, незабудок – небесно-блакитний, тюльпанів, півонії, троянд, жоржин – червоний, а квіткам гвоздик, флоксів, гладіолусів – рожевий. Чому цей барвник є таким багатоликим? Справа в тому, що антоціан залежно від того, в якому середовищі він знаходиться (у кислотному, нейтральному або лужному), здатний швидко змінювати свій відтінок. З'єднання антоціану з кислотами мають червоний або рожевий колір, у нейтральному середовищі – фіолетовий, а в лужному – синьо-зелений.
Каротиноїди (від латинського слова «морква») – це природні пігменти від жовтого до червоно-жовтогарячого кольору, що синтезуються вищими рослинами, грибами, губками, коралами. Каротиноїди є поліненасиченими сполуками терпенового ряду, в більшості випадків містять у молекулі 40 атомів вуглецю. Ці речовини нестійкі на світлі, при нагріванні, дії кислот і лугів. З рослинних матеріалів каротиноїди можуть бути виділені екстракцією органічними розчинниками.
Природні барвники містяться і в квітках, і в плодах, і кореневищах рослин.
§3. Способи приготування індикаторів із природної сировини.
Пігменти містяться у клітинах рослин. Щоб отримати індикатор, потрібно витягти їх із клітини. Існує кілька способів зробити це: за допомогою механічної дії (подрібнити, вичавити сік), за допомогою теплової дії (відварити), за допомогою екстрагування (найкраще використовувати полярний розчинник).
Як сировину найкраще використовувати пелюстки чи зрілі плоди. У той же час можна використовувати варення, заготовлені на зиму, компоти, які зберігають забарвлення розчину (наприклад, з чорної смородини, малини). Непогано підходять різні соки (бажано свіжоприготовлені), наприклад, з винограду чи вишні.
На жаль, через нестійкість пігментів, відвари швидко псуються (цвіють і скисають), тому готувати такі індикатори треба безпосередньо перед роботою з ними.
Для проведення експерименту потрібно виділити із рослини клітинний сік. Якщо досліджуються соковиті частини рослин – плоди, м'ясисте листя, коренеплоди – можна просто вичавити з них сік. У деяких випадках орган рослини попередньо потрібно подрібнити. Якщо отриманий сік міститиме грудочки тканини рослини, його необхідно профільтрувати. Якщо забарвлення соку вийшло занадто інтенсивним, його можна розбавити кип'яченою водою.
Якщо потрібно виділити речовини із сухих рослин або жорстких і шкірястих частин рослини (листя, стебла), то можна приготувати настій або відвар. Для цього досліджувані частини рослин подрібнюються і заливаються гарячою водою (для отримання настою) або варяться кілька хвилин (для отримання відвару) при температурі кипіння, поки колір розчину не стане інтенсивним.
З листя, стебел, квіток, плодів рослин можна одержати спиртовий настій. Для цього буде потрібно етиловий спирт. Подрібнені частини рослини поміщаються в невелику ємність, заливаються спиртом, ємність щільно закривається кришкою, щоб спирт не випарувався.
Розділ 3
Експериментальна частина.
§1. Виготовлення індикаторів із рослинної сировини.
Ми вирішили з'ясувати, які з наявних будинків їстівних рослин можна використовувати як кислотно-лужні індикатори. Для досвіду ми взяли морожені ягоди чорниці, полуниці, чорної смородини, вишні, сливи, а також плоди томату (помідора), коренеплоди буряків та моркви та листя червонокачанної капусти.
При проведенні дослідів ми використовували такі матеріали та обладнання:
- склянки
- колби
- воронки
- пробірки
- ступки з маточками
- фільтрувальний папір
- воду
- етиловий спирт
10. розчини гідроксиду натрію та соляної кислоти.
Ягоди ми розтирали у ступці; помідор, капусту, буряк та моркву дрібно нарізали ножем (можна подрібнити за допомогою тертки). Екстракцію пігменту (фарби) із подрібненої сировини проводили двома способами:
- за допомогою спирту – цей розчинник допомагає витягти пігменти із клітин рослин;
- за допомогою гарячої (киплячої) води - нагрівання вище 70о С призводить до руйнування мембран клітин, вивільняючи біофлавоноїди.
Пофарбовані спиртові та водні розчини фільтрували за допомогою паперового фільтра (в домашніх умовах можна використовувати марлю або іншу тканину), щоб позбавити настій частинок рослин. Отримані рослинні розчини розливали у три пробірки.
Для тестування як кисле середовище використовували розчин соляної кислоти (в домашніх умовах можна взяти оцет), як лужне середовище – розчин гідроксиду натрію (в домашніх умовах можна використовувати соду).
В одну пробірку з розчином додавали HCl, а в іншу NаОН, порівнювали зміну кольору з вихідним розчином у третій пробірці. Результати
експерименту наведено у таблиці:
Таблиця 2
Рослинна сировина | Вихідний колір розчину | Колір розчину при дії соляної кислоти | Колір розчину при дії гідроксиду натрію |
Чорниця 1. спиртовий розчин 2. водний розчин | 1. червоний 2. червоно-фіолетовий | 1. червоний 2. червоний | 1. смарагдовий 2. темно-зелений |
Вишня
| 1. червоний 2. червоний | 1. червоний 2. червоний | 1. смарагдовий 2. смарагдовий |
Полуниця
| 1. рожевий 2. рожевий | 1. помаранчевий 2. помаранчевий | 1. жовто-коричневий 2.жовто-коричневий |
Слива
| 1. безбарвний 2. безбарвний | 1. рожевий 2. безбарвний | 1. лимонний 2. жовтий |
Чорна смородина
| 1. світло-рожевий 2. світло-червоний | 1. яскраво-рожевий 2. червоний | 1. світло-зелений 2. яскраво-зелений |
Буряк
| 1. рожевий 2. червоний | 1. фіолетовий 2. рубіновий | 1. жовтувато-безбарвний 2. жовтий |
Морква
| 1. безбарвний 2. безбарвний | 1. безбарвний 2. безбарвний | 1. каламутно-жовтий 2. безбарвний |
Томат
| 1. безбарвний 2. безбарвний | 1. безбарвний 2. безбарвний | 1. жовтий 2. жовтий |
Червонокачанна капуста
| 1. бузковий 2. фіолетовий | 1. рожевий 2. червоний | 1. зелений 2. синьо-зелений |
Провівши досліди, ми встановили, що розчини, виготовлені з моркви, томату, сливи практично не змінювали свій колір залежно від середовища та не можуть бути використані як індикатори кислотності. Для цієї мети краще використовувати як сировину чорницю, вишню, чорну смородину, червонокачанну капусту. Це тим, який пігмент дає забарвлення рослині. Антоціани обумовлюють червоно-фіолетове фарбування (чорниця, вишня, чорна смородина, буряк) і в кислому середовищі стають яскраво-червоними, а в лужному набувають синьо-зелених відтінків. Інші пігменти – каротиноїди – зумовлюють помаранчевий колір рослин (морква, томат) та практично не змінюють свій колір залежно від середовища.
Готові розчини рослинної сировини ми залишили у лабораторії. Через тиждень ми помітили, що водні розчини помутніли, стали неоднорідними, через 2 тижні вони почали пліснявіти. А спиртові настоянки рослин залишалися прозорими, колір не змінювали, їх можна було продовжувати використовувати як індикатори.
§2. Майстер – клас на занятті гуртка «УМКИ».
Своїми знаннями про природні індикатори я поділилася з учнями 6-х класів на занятті з хімії природничо-наукового гуртка «УМКИ». Я розповіла хлопцям про свої дослідження та запропонувала їм навчитися готувати індикатор з ягід, які часто є в кожному будинку -чорниці, вишні, чорної смородини. Під моїм керівництвом учні послідовно виконали такі дії:
- розтирали ягоди у ступці маточкою;
- заливали гарячою водою поміщену в склянку рослинну сировину;
- фільтрували розчин;
- пофарбовані ягідні розчини розливали у 3 пробірки;
- в одну пробірку додавали соляну кислоту, в іншу гідроксид натрію;
- порівнювали колір розчинів з вихідним у третій пробірці.
Хлопці зрозуміли, що сік багатьох ягід можна використовувати як індикатор кислотності середовища.
Під час підготовки свого виступу я хвилювалася, але коли почала виступати, хвилювання минуло. Я відчула себе у ролі вчителя. Діти слухали мене з цікавістю, старанно виконували мої команди. Я рада, що змогла розповісти їм щось нове і що їм сподобалося заняття.
Висновок.
Робота над проектом була дуже цікавою. Я дізналась багато нового. Виявляється, використовувати рослинну сировину для отримання індикаторів кислотності люди навчилися з давніх-давен. Найвідоміший індикатор – лакмус – спочатку виготовлявся із лишайників певного виду. А англійський вчений Р. Бойль у середині 17 століття описував у своїх працях приготування індикатора із соку фіалок.
У хімічній лабораторії часто виникає необхідність дізнатися про рН середовища. Для цього використовують синтетичні індикатори, з деякими з яких я познайомилася в ході роботи. Але з кислотними та лужними розчинами ми зустрічаємося не тільки в хімії, а й у повсякденному житті: на домашній кухні, садовій ділянці. І тут може знадобитися вміння готувати індикатор із рослин самостійно.
Провівши дослідження властивостей водних та спиртових настоїв кількох видів рослин, я зробила такі висновки:
- пігменти багатьох рослин зумовлюють зміну їхнього забарвлення залежно від рН середовища;
- в повному обсязі яскраво пофарбовані рослини можуть бути індикаторами кислотності середовища;
- водні настої плодів рослин погано зберігаються, швидко каламутніють, а спиртові довго не втрачають своїх властивостей і можуть використовуватись тривалий час.
Отриманими під час роботи над проектом знаннями я поділилася з учнями шостих класів на заняттях природничо-наукового гуртка «УМКИ». З моєю допомогою хлопці вчилися готувати кислотно-лужні індикатори з ягід чорниці, чорної смородини, вишні.
У рамках цієї роботи мені не вдалося дослідити властивості рослин як індикаторів кислотності ґрунту, тобто вивчити, які види рослин виростають на ґрунтах із різним значенням рН. Можливо, це буде метою моєї наступної роботи.
Список використаної літератури
1. Хімічний енциклопедичний словник. - М. «Радянська енциклопедія», 1983
2. Хімія: Енциклопедія для дітей. - М., "Аванта +", 2000
3. Б.Д. Степін, Л.Ю.Алікберова. Книга з хімії для домашнього читання - М., "Хімія", 1995
4. Г.І.Штремплер. Хімія на дозвіллі: домашня хімічна лабораторія. - М., «Освіта»,1996
5. http:// ru. Wikipedia. org
6. http://www. xumuk, ru
7. http://nsportal. ru
9. http://moizveti.ucoz.ru
МКОУ Маршанська середня школа
Дослідницька робота з хімії
"Індикатори в нашому житті".
Роботу виконали учениці 8 класу
Сидорова Лариса
Куришко Анастасія
Бурматова Світлана
Керівник: Синіцина Маргарита
Анатоліївна – вчитель хімії
2016 рік
Вступ
Історія відкриття індикаторів
Класифікація індикаторів.
Природні індикатори
Експериментальна частина.
Висновок.
Список використаної літератури.
1. Введення
У природі ми зустрічаємося з різними речовинами, які оточують нас. Цього року ми почали знайомитись із цікавим предметом – хімія. Скільки ж у світі речовин? Які вони? Навіщо вони нам потрібні та яку користь приносять?
Нас зацікавили такі речовини як індикатори. Що таке індикатори?
На уроках щодо теми «Найважливіші класи неорганічних сполук» ми використовували такі індикатори як лакмус, фенолфталеїн і метилоранж.
Індикатори (від англійської indicate-вказувати) - це речовини, які змінюють свій колір залежно від середовища розчину. За допомогою індикаторів можна визначити середовище розчину
Ми вирішили з'ясувати: чи можна як індикатори використовувати ті природні матеріали, які є вдома.
Мета роботи:
Вивчити поняття про індикатори;
Ознайомитись з їх відкриттям та виконуваними функціями;
Навчитися виділяти індикатори із природних об'єктів;
Дослідити дію природних індикаторів у різних середовищах;
Методи дослідження :
Вивчення науково-популярної літератури;
Одержання розчинів індикаторів та робота з ними
2. Історія відкриття індикаторів
Вперше індикатори виявив у 17 столітті англійський фізик та хімік Роберт Бойль. Бойль проводив різні досліди. Якось, коли він проводив чергове дослідження, зайшов садівник. Він приніс фіалки. Бойль любив квіти, але йому потрібно було проводити експеримент. Бойль залишив квіти на столі. Коли вчений закінчив свій досвід, він випадково подивився на квіти, вони димилися. Щоб урятувати квіти, він опустив їх у склянку з водою. І – що за чудеса-фіалки, їхні темно-фіолетові пелюстки стали червоними. Бойль зацікавився та проводив досліди з розчинами, при цьому щоразу додавав фіалки та спостерігав, що відбувається з квітками. У деяких склянках квіти негайно почали червоніти. Вчений зрозумів, що колір фіалок залежить від того, який розчин знаходиться в склянці, які речовини містяться в розчині. Найкращі результати дали досліди з лакмусовим лишайником. Бойль опустив у настій лакмусового лишайника прості паперові смужки. Дочекався, коли вони просочаться настоєм, а потім висушив їх. Ці хитрі папірці Роберт Бойль назвав індикаторами, що у перекладі з латинського означає «покажчик», оскільки вони вказують на середовище розчину. Саме індикатори допомогли вченому відкрити нову кислоту - фосфорну, яку він отримав при спалюванні фосфору і розчиненні білого продукту, що утворився у воді. В даний час на практиці широко застосовують такі індикатори: лакмус, фенолфталеїн, оранжевий метиловий.
2. Класифікація шкільних індикаторів та способи їх використання
Індикатори мають різну класифікацію . Одні з найпоширеніших – кислотно-основні індикатори, які змінюють колір, залежно від кислотності розчину. У наш час відомі кілька сотень штучно синтезованих кислотно-основних індикаторів, з деякими з них можна познайомитися в шкільній хімічній лабораторії.
Фенолфталеїн (Продається в аптеці під назвою "пурген") - білий або білий із злегка жовтуватим відтінком дрібнокристалічний порошок. Розчинний у 95% спирті, практично не розчинний у воді. Безбарвний фенолфталеїн у кислому та нейтральному середовищі безбарвний, а у лужному середовищі забарвиться у малиновий колір. Тому фенолфталеїн використовується для визначення лужного середовища.
Метиловий помаранчевий - Кристалічний порошок оранжевого кольору. Помірно розчинний у воді, легко розчинний у гарячій воді, практично нерозчинний в органічних розчинниках. Перехід фарбування розчину від червоного до жовтого.
Лакмоїд (лакмус) - Порошок чорного кольору. Розчинний у воді, 95% спирті, ацетоні, крижаній оцтовій кислоті. Перехід фарбування розчину від червоного до синього.
Індикатори зазвичай використовують, додаючи кілька крапель водного чи спиртового розчину, або трохи порошку до досліджуваного розчину.
Інший спосіб застосування - використання смужок паперу, просочених розчином індикатора або суміші індикаторів та висушених при кімнатній температурі. Такі смужки випускають у найрізноманітніших варіантах – з нанесеною на них кольоровою шкалою – еталоном кольору або без нього.
3. Природні індикатори
Кислотно-основні індикатори бувають не лише хімічними. Вони довкола нас, тільки зазвичай ми про це не замислюємося. Це рослинні індикатори, які можна використовувати у побуті. Наприклад, сік столових буряків у кислому середовищі змінює свій рубіновий колір на яскраво-червоний, а в лужному – на жовтий. Знаючи властивість бурякового соку, можна зробити яскравий колір борщу. Для цього до борщу слід додати трохи столового оцту чи лимонної кислоти. Якщо в склянку з міцним чаєм капнути лимонний сік або розчинити кілька кристаликів лимонної кислоти, то чай одразу стане світлішим. Якщо ж розчинити у чаї питну соду, розчин потемніє.
Як природні індикатори найчастіше використовують соки або відвари яскраво забарвлених плодів або інших частин рослин. Такі розчини необхідно зберігати у темному посуді. На жаль, у природних індикаторів є серйозна вада: їх відвари досить швидко псуються - скисають або пліснявіють (стійкіші спиртові розчини). При цьому важко або неможливо відрізнити, наприклад, нейтральне середовище від слабокислого або слаболужного від сильнолужного. Тому в хімічних лабораторіях використовують синтетичні індикатори, які різко змінюють свій колір у досить вузьких межах рН.
експериментальна частина
Які ж індикатори можна використовувати вдома? Для відповіді на це питання ми досліджували розчини соків плодів і квіток рослин, таких як каланхое (помаранчеві, червоні та білі квіти), морква, синя і жовта цибуля (лушпиння і сама цибулина), тюльпан (квіти червоного кольору та зелене листя), герань (квіти рожеві та білі), кульбаба, братки, чорна смородина та малина (ягоди). Ми готували розчини віджатих соків цих рослин і плодів, оскільки розчини швидко псуються, ми готували їх безпосередньо перед досвідом наступним чином: трохи листя, квітів чи плодів розтирали у ступці, потім додавали трохи води. Приготовлені розчини природних індикаторів досліджували розчином кислоти (соляна кислота) та лугу (гідроксід натрію). Усі взяті для досліджень розчини змінювали або змінювали свій колір залежно від середовища. Результати отриманих досліджень було занесено до таблиці
