Изучение свойств природных индикаторов, содержащихся в растениях

Ход опыта: а) Берут сахарный сироп из клубники, малины и чёрной смородины. Добавляют 10 мл воды и настаивают в течении 30 мин. Затем отфильтровывают раствор через бумажный фильтр в чистую пробирку.

б) Из свежего сырья индикаторы изготавливают следующим способом. Плоды и ягоды разотрем в чашке с небольшим количеством песка и добавим несколько миллилитров спирта, ацетона или другого растворителя, ведь необходимым условием является экстракция краски данным растворителем. После этого экстракт нейтрализуем мелом, так как сок растений чаще всего кислый.

Наблюдение: происходит окрашивание раствора.

Вывод:  Цвет раствора убеждает в том, что  антоцианы – водорастворимые пигменты.

Опыт № 2. Приготовление  индикаторов из цветов и краснокочанной капусты.

Цель: приготовление вытяжки антоцианов.

Оборудование: лепестки цветов (герань, роза), листья краснокочанной капусты, дистиллированная вода; пробирка,  фильтровальная бумага, фильтр, спиртовка, колба.

Ход опыта: Берут красные, синие, фиолетовые лепестки цветков и помещают в колбу. Заливают 25 мл воды и доводят до кипения над пламенем спиртовки.  Нагревание выше 70⁰С приводит к разрушению     мембран клеток. Антоцианы свободно выходят из клеток, окрашивая воду. Затем раствор охлаждают и отфильтровывают через бумажный фильтр в чистую пробирку.

Так же делают вытяжку из листьев  краснокочанной капусты.

Вывод:  Цвет раствора убеждает в том, что антоцианы – водорастворимые пигменты.

Опыт № 3. Анализ растительных пигментов методом бумажной хроматографии.

Цель: показать, что растительные пигменты имеют сложную структуру.

Оборудование: фарфоровая чашка, ступка, фильтровальная бумага, скрепка, стакан; мел, песок, ацетон, листья герани и лепестки розы.

Ход опыта: В фарфоровую чашку помещаем 2г измельчённых листьев герани (липестков розы), небольшое количество мела и песка, растираем до образования однородной смеси, добавляем 10 мл ацетона, перемешиваем и переносим в химический стакан. Затем в экстракт на 2-3 мм опускаем полоску фильтровальной бумаги и закрепляем её при помощи скрепки.

Наблюдение: через 30 минут наблюдаем зональное разделение разноокрашенных растительных пигментов на полосе фильтровальной бумаги. Разделение пигментов обусловлено их различной адсорбцией (поглощением в поверхностном слое) на фильтровальной бумаге и неодинаковой растворимостью в растворителе (ацетоне).

Вывод: Антоцианы содержаться в плодах, цветах и листьях растений.

Опыт № 4. Экспериментальное подтверждение индикаторных свойств отвара листьев краснокочанной капусты.

Цель: доказать, что цвет пигментов зависит от рН среды.

Оборудование: отвар листьев краснокочанной капусты, раствор гидроксида калия и серной кислоты, химическая посуда

Ход опыта: К двум образцам отвара добавляем кислоту и щелочь, третий образец для сравнения.

Наблюдение: При добавлении кислоты цвет изменился на красный, при добавлении щёлочи – на зелёный.

Вывод: отвар листьев краснокочанной капусты обладает индикаторными свойствами.

Опыт № 5. Определить в сахарном сиропе, в отваре или в вытяжке лучшие проявляются идикаторные свойства. 
Цель: определить, влияет ли способ приготовления природных индикаторов на изменения цвета в различных средах. 

Оборудование: растворы сахарных сиропов чёрной смородины, малины, клубники; отвар лепестков роз; вытяжка из цветков пеларгонии (белая, розовая, малиновая); щёлочь, кислота; пробирки.

Ход опыта: Во все образцы добавляем кислоту и щёлочь.

Наблюдение: Везде происходит изменение цвета образца. В кислой среде на красный или розовый, в щелочной на жёлтый или зелёный .

Вывод: способ приготовления природных индикаторов не влияет на их индикаторные способности.

Опыт № 6. Исследование чувствительности растворов растительных индикаторов на изменение рН среды.

Цель: выяснить, какие природные индикаторы обладают высокой чувствительностью.

Оборудование: образцы природных индикаторов используемых в предыдущих опытах, сок свежих ягод (клюквы, ежевики, вишни); щёлочь, кислота; пробирки.

Ход опыта: Во все образцы добавляем кислоту и щёлочь.

Наблюдение: Из растительных индикаторов наиболее контрастные изменения получены у клюквы, чёрной смородины, краснокочанной капусты.

Вывод: В результате эксперимента я убедилась, что не все вещества обладают ярко выраженными индикаторными свойствами. В то же время растительные индикаторы полученные из клюквы, чёрной смородины, краснокочанной капусты можно с успехом применить для определения слабокислых и слабощелочных растворов в качестве универсальных.

Все данные исследования, были внесены  в таблицу (приложение 5)

 

 

3.3 Определение рН среды  средств бытовой химии и косметических средств.  

Цель: с  помощью   полученных  индикаторов   исследовать     косметико-гигиенические и моющие средства.

Оборудование: образцы моющих и косметико-гигиенические средств; растительные индикаторы (малиновый, клюквенный, черной смородины); пробирки.

Ход опыта: В образцы моющих и косметических средств добавляем растительный индикатор. 

Наблюдение: Результаты наблюдений занесены в таблицу (приложение 6).

Вывод: При работе с моющими средствами и порошком необходимо применение каких-либо защитных средств (перчаток), так как их сильно - щелочная и сильно-кислая среды разрушают кислотную мантию эпидермиса, оказывая негативное влияние на кожу рук. Крем для рук  «Foot works», крем для бритья, а также жидкое мыло «Palmolive»  пригодны для использования, так как имеют слабо - кислую реакцию, соответствующую рН кислотной мантии. Жидкое мыло « Океан»  полезного влияния на кожу рук не оказывает.

3.4 Метод нанесения  надписей на лепестки цветов.

При подготовке данной работы на одном  из сайтов была найдена информация о том, что некогда было в моде писать приглашения на лепестках цветов, а надпись выполнялась раствором кислоты или щелочи в зависимости от пигмента содержащегося в лепестке цветка и желаемого цвета надписи. Но способа выполнения, таких надписей на цветах, не в одном источнике я не нашла. В ходе эксперимента мною был найден метод нанесения надписей на лепестки цветов.

Опыт № 1. Исследование действия щёлочи и кислоты  на лепестки растений.

Цель: исследовать поведение лепестков пеларгонии в щелочной и кислотной средах.

Оборудование: лепестки пеларгонии, гидроксид аммония, соляная кислота (конц.)

Ход опыта: лепестки пеларгонии помещаем в химические стаканы с раствором аммиака и концентрированной соляной кислотой и накрываем стеклянным колпаком.

Наблюдение: при действии на лепестки кислот и щелочей происходит постепенное изменение окраски лепестков от краёв к центральной части. Это наблюдение натолкнуло меня на мысль о том, что необходимо нарушить целостность лепестка, как бы имитируя край лепестка, т.е ограниченность в пространстве.

 Вывод: Надрез, выполненный на лепестке становится как бы его краем. И интенсивность окраски проявляется именно в этом месте лепестка. Такой же эффект возникает и при накалывание надписи или рисунка на цветке.

Опыт № 2. Нанесение надписей и рисунков на лепестки цветов.

Цель: нанести надпись и рисунок на лепестки розы и тюльпана.

Оборудование: лепестки розы, тюльпан, тонкая игла, кисть для рисования, нашатырный спирт.

Ход опыта: накалывание рисунка и надписи с помощью тонкой иглы, а затем обработка нашатырным спиртом с помощью тонкой кисти для рисования.

Наблюдение: проявление надписи и рисунка, соответственно синим и зелёным цветом по намеченному контуру.

 Вывод: проявление надписи и рисунка обусловлено тем, что в лепестках цветов находятся растительные индикаторы – антоцианы, которые меняют цвет в кислой и щелочной среде.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

       Приступая к работе, я выдвинула предположения о том, что растения обладают индикаторными свойствами, которые можно использовать в различных сферах. Данные, полученные в ходе исследования различных растительных объектов, показали, что в плодах, листья и цветах растений содержатся красители (пигменты), обладающие индикаторными свойствами. В природе таких веществ большое количество. Я определила, что получить растительные индикаторы можно из любого вида сырья (сахарного сиропа, свежих ягод, листьев и цветов растений) в виде отваров, вытяжек и сока.

       В результате эксперимента я убедилась, что не все вещества обладают ярко выраженными индикаторными свойствами. В то же время растительные индикаторы, полученные из клюквы, чёрной смородины, краснокочанной капусты можно с успехом применять для определения слабокислых и слабощелочных растворов в качестве универсальных.

       К сожалению, почти у всех природных индикаторов есть серьезный недостаток: их отвары довольно быстро портятся, поэтому чаще используются более устойчивые спиртовые растворы. Положительным моментом является то, что они экологически безопасны, и их можно приготовить и использовать в домашних условиях.

       Надеюсь, что  моя работа привлечёт внимание  учащихся, их родителей и педагогов,  так как полученная информация  может быть использована не  только на уроках химии и  биологии, но и в узко прикладном  направлении, например в домашнем  хозяйстве и на даче. Думаю, что моя работа будет способствовать развитию у учащихся любознательности и наблюдательности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы. 

 

1. Артамонов В.И. Занимательная физиология растений.- М.:  Агропромиздат, 1991. – 337с.
2. Байкова  В.М. Химия после уроков. Петрозаводск «Карелия», 1976. – 175 с.
3. Большая Советская Энциклопедия: в 30 т.: т. 2/Гл. ред.: Прохоров А.М. — М.: Сов. Энцикл., 1970. — 97 с.
4. Меженский В.Н. Растения-индикаторы. М.: ООО «Издательство ACT»; Донецк: «Сталкер», 2004 — 76 с.
5. Оганесян Э. Т.   Руководство по химии поступающим в вузы. - М.: Высш. школа, 1991. - 464с.
6. Семенов П.П. «Индикаторы из местного растительного материала», // журнал Химия в школе. №1, 1984 – 73 с.
7. Химическая энциклопедия: в 5 т.: т. 2 / Гл. ред.: Кнунянц И.Л. – М.: Сов. Энцикл., 1990 – 671 с.  
8. Энциклопедия для детей. Том. 17. Химия / Гл. ред.: Володин В.А. – М.: Аванта+, 2002 – 640 с.   
9. http://www.edudic.ru/. Биофлавоноиды. Химическая энциклопедия
10. http://ru.wikipedia.org/wiki/. Лакмус. Википедия. Свободная энциклопедия.
11. http://www. moizveti.ucoz.ru/. Мой цветочный мир.
12. http://travi.uvaga.biz/. Антоцианы. Лечебные травы.
13. http://www.valleyflora.ru/. Удивительный мир растений.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложения.

 

Приложение 1

 

Кислотно – основные  индикаторы.

Индикатор	Интервал перехода	Окраска		Используемый раствор индикатора
		в кислой среде	в щелочной среде
Метиловый фиолетовый	0,15-3,2	жёлтая	фиолетовая	0,1%-ый в воде
Метиловый жёлтый	1,2-2,3	красная	жёлтая	0,1%-ый в воде
Диметиловый жёлтый	2,9-4,0	красная	жёлтая	0,1%-ый в 90%-ном этаноле
Метиловый оранжевый	3,1-4,4	красная	жёлтая	0,04%-ый в воде
Метиловый красный	4,4-6,2	красная	жёлтая	0,1%-ый в этаноле
Лакмус	4,5-8,3	красная	синяя	1%-ый в воде
Нейтральный красный	6,8-8,0	синевато - красная	оранжево - жёлтая	0,1%-ый в 70%-ном этаноле
Фенолфталеин	8,2-9,8	бесцветная	малиновая	0,1%-ый в этаноле
Тимолфталеин	9,3-10,5	бесцветная	синяя	0,04 или 0,1 г в смеси 1:1 этанола и воды

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Приложение 2

 

Растительные пигменты.

 

Растительный пигмент	Окраска	Формула
Антоцианы.	Придают окраску в диапазоне от розовой, красной, сиреневой, до синей и тёмно-фиолетовой.
Аротиноиды	Придаёт желтый, оранжевый или красный  цвет
Каротиноиды (каротин, ксантофилл).	Каротин - оранжево-красный цвет, жёлтую - ксантофилл. Содержатся в плодах томатов, апельсинов, мандаринов, в корне моркови.
Меланин	Содержится в кожуре красных сортов винограда, лепестках некоторых цветков.
Флавоны и флавонолы	Содержится  в плодах и цветах. Обеспечивает желтую цветовую гамму.
Фитохром	Голубой  растительный пигмент
Халконы	Краситель желтого цвета – близок к флавонам. Содержится  в листьях  и цветах кислицы, дымом, он покраснеет.
Хлорофилл	Зелёный пигмент, обеспечивает окраску хлоропластов растений в зелёный цвет.