Изготовление Ph индикаторов на основе растительного материала

Частное общеобразовательное учреждение
«общеобразовательная школа
с углубленным изучением иностранных языков «Мир знаний»
с. Петрово-Дальнее Красногорского района Московской области









Проектная работа
по химии на тему:

«Изготовление Ph индикаторов на основе растительного материала»





Авторы: Жученко Мария,
Кирова Александра,

ученицы 9А класса




Руководитель: Колычева Т.А.
учитель биологии и химии





2010 год




Содержание:



13 LINK \l "Введение" 14Введение15

II. 13 LINK \l "Основная" 14Основная часть15
Химические индикаторы
Природные индикаторы
Изготовление индикаторной бумаги на основе растительного настоя

III. Заключение































I Введение

Часто мы встречаем у наших младших братьев и сестер на их днях рождения аниматоров, которые показывают различные фокусы. В основном фокусы с изменением цвета вещества.
Но только потом, когда ты взрослеешь, то понимаешь, что это простые школьные опыты из курса химии с веществами-индикаторами.
И тогда у нас возник вопрос: а сталкиваемся ли мы еще с веществами, которые являются индикаторами для различных сред, в быту, и можно ли проверить в домашних условиях реакции индикаторов на вещества, являющиеся продукцией бытовой химии. Можно ли сделать индикаторную бумагу в домашних условиях?









































II Основная часть

Химические индикаторы.

ИНДИКАТОРЫ (от лат. indicator – указатель) – вещества, позволяющие следить за составом среды или за протеканием химической реакции. Одни из самых распространенных – кислотно-основные индикаторы, которые изменяют цвет в зависимости от кислотности раствора. Происходит это потому, что в кислой и щелочной среде молекулы индикатора имеют разное строение. Примером может служить распространенный индикатор фенолфталеин, который раньше использовали также в качестве слабительного средства под названием пурген. В кислой среде это соединение находится в виде недиссоциированных молекул, и раствор бесцветен, а в щелочной – в виде однозарядных анионов, и раствор имеет малиновый цвет.
Вероятно, самый старый кислотно-основной индикатор – лакмус. Еще в 1640 ботаники описали гелиотроп (Heliotropium Turnesole) – душистое растение с темно-лиловыми цветками, из которого было выделено красящее вещество. Этот краситель, наряду с соком фиалок, стал широко применяться химиками в качестве индикатора, который в кислой среде был красным, а в щелочной – синим. Об этом можно прочитать в трудах знаменитого физика и химика XVII века Роберта Бойля. Вначале с помощью нового индикатора исследовали минеральные воды, а примерно с 1670 года его начали использовать в химических опытах. «Как только вношу незначительно малое количество кислоты, – писал в 1694 французский химик Пьер Поме о «турнесоле», – он становится красным, поэтому если кто хочет узнать, содержится ли в чем-нибудь кислота, его можно использовать». В 1704 немецкий ученый М.Валентин назвал эту краску лакмусом; это слово и осталось во всех европейских языках, кроме французского; по-французски лакмус – tournesol, что дословно означает «поворачивающийся за солнцем». Так же французы называют и подсолнечник; кстати, «гелиотроп» означает то же самое, только по-гречески. Вскоре оказалось, что лакмус можно добывать и из более дешевого сырья, например, из некоторых видов лишайников.
В химических лабораториях используют синтетические индикаторы, резко изменяющие свой цвет в достаточно узких границах рН. Таких индикаторов известно множество, и каждый из них имеет свою область применения. Например, метиловый фиолетовый изменяет окраску от желтой до зеленой в интервале рН 0,13 – 0,5; метиловый оранжевый – от красной (рН < 3,1) до оранжево-желтой (рН 4); бромтимоловый синий – от желтой (рН < 6,0) до сине-фиолетовой (рН 7,0); фенолфталеин – от бесцветной (рН < 8,2) до малиновой (рН 10); тринитробензол – от бесцветной (pH < 12,2) до оранжевой (рН 14,0).
В лабораториях нередко используются универсальные индикаторы – смесь нескольких индивидуальных индикаторов, подобранных так, что их раствор поочередно меняет окраску, проходя все цвета радуги при изменении кислотности раствора в широком диапазоне рН (например, от 1 до 11). Раствором универсального индикатора часто пропитывают полоски бумаги, которые позволяют быстро (хотя и с не очень высокой точностью) определить рН анализируемого раствора, сравнивая окраску полоски, смоченной раствором, с эталонной цветовой шкалой.
Помимо кислотно-основных, применяют и другие типы индикаторов. Так, окислительно-восстановительные индикаторы изменяют свой цвет в зависимости от того, присутствует в растворе окислитель или восстановитель. Например, окисленная форма дифениламина фиолетовая, а восстановленная – бесцветная. Некоторые окислители сами могут служить индикатором. Например, при анализе соединений железа(II) в ходе реакции
10FeSO4 + 2KMnO4+ 8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 + 2MnSO4 + K2SO4 + 8H2O
добавляемый раствор перманганата обесцвечивается, пока в растворе присутствуют ионы Fe2+. Как только появится малейший избыток перманганата, раствор приобретает розовую окраску. По количеству израсходованного перманганата легко рассчитать содержание железа в растворе. Аналогично в многочисленных анализах с использованием метода иодометрии индикатором служит сам иод; для повышения чувствительности анализа используют крахмал, который позволяет обнаруживать малейший избыток иода.
Широкое распространение получили компклесонометрические индикаторы – вещества, образующие с ионами металлов (многие из которых бесцветны) окрашенные комплексные соединения. Примером может служить эриохром черный Т; раствор этого сложного органического соединения имеет синий цвет, а в присутствии ионов магния, кальция и некоторых других образуются комплексы, окрашенные в интенсивный винно-красный цвет. Анализ ведут так: к раствору, содержащему анализируемые катионы и индикатор, добавляют по каплям более сильный, по сравнению с индикатором, комплексообразователь, чаще всего – трилон Б. Как только трилон полностью свяжет все катионы металлов, произойдет отчетливый переход от красного цвета к синему. По количеству добавленного трилона легко вычислить содержание катионов металла в растворе.
Известны и другие виды индикаторов. Например, некоторые вещества адсорбируются на поверхности осадка, изменяя его окраску; такие индикаторы называются адсорбционными. При титровании 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. Например, флуоресценция акридина изменяется от зеленой при рН = 4,5 до синей при рН = 5,5; при этом важно, что свечение индикатора не зависит от прозрачности и собственной окраски раствора.



Природные индикаторы.


Кислотно-щелочные индикаторы весьма разнообразны; многие из них легко доступны и потому известны не одно столетие. Это отвары или экстракты окрашенных цветов, ягод и плодов. Так, отвар ириса, анютиных глазок, тюльпанов, черники, ежевики, малины, черной смородины, красной капусты, свеклы и других растений становится красным в кислой среде и зелено-голубым – в щелочной. Это легко заметить, если помыть кастрюлю с остатками борща мыльной (т.е. щелочной) водой. С помощью кислого раствора (уксус) и щелочного (питьевая, а лучше – стиральная сода) можно также сделать надписи на лепестках различных цветов красного или синего цвета.
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.

Опыт 1

Когда хозяйки варят борщ, они добавляют уксус, и суп становится более ярким. Чем это объясняется?
Нальем в пробирку раствор мыла с глицерином, геля для чистки туалета, геля для душа и туалетного мыла. Добавим в каждую пробирку свекольного сока. Мы видим, что каждый раствор поменял свой цвет. Значит, там, где раствор стал более ярким - кислая среда.
Опыт 2.

В результате следующего эксперимента докажем, что чай «Каркаде» так же является индикатором. Мы проверили на растворах веществ бытовой химии, щелочи и кислоте.
Нальем в пробирку раствор веществ «Domestos», «Cif» и «Мистер Мускул». В каждую пробирку добавим чай «Каркаде». Видим, что «Domestos» поменял свой цвет на светло зеленый, «Cif» - на зеленый, а «Мистер Мускул» стал светло розовым.
Это объясняется тем, что Чай «Каркаде» является хорошим индикатором., а в растворах бытовой химии соответственно щелочная и кислотная среда.
Опыт 2(б)
Нальем в пробирку NaOH и HCl. Добавим в каждую пробирку чай «Каркаде». NaOH стал зеленым, а HCl – розовым, это еще раз доказывает, что чай «Каркаде» - хороший индикатор.



3. Изготовление индикаторной бумаги на основе растительного настоя.

Можно ли сделать индикаторную бумагу в домашних условиях?

Нарезанную фильтрованную бумагу можно опустить в крепко заваренный чай «Каркаде» и просушить.
Можно проверить, как отреагирует наша бумага на опыте.
На просушнную бумагу налили несколько капель KOH и H2SO4. Полоска с KOH стала синей, а с H2SO4 – красной.


К сожалению, почти у всех природных индикаторов есть серьезный недостаток: их отвары довольно быстро портятся – скисают или плесневеют (более устойчивы спиртовые растворы). Другой недостаток – слишком широкий интервал изменения цвета. При этом трудно или невозможно отличить, например, нейтральную среду от слабокислой или слабощелочную от сильнощелочной.














III Заключение

Теперь стало понятно, почему изготовители моющих средств рекомендуют пользоваться ими в перчатках. Для того, чтобы избавиться от известкового налета, средство должно содержать раствор кислоты.

CaCO3 +2 HCl = CaCl2 + CO2 + H2O

Таким образом, мы показали, как индикаторы в домашней среде. И мы научились изготавливать индикаторную бумагу.





















Литература.

О.С. Аранская, И.В. Бурая. Проектная деятельность школьников в процессе обучения химии: 8-11 классы: Методическое пособие. М.: Вента-Граф, 2005г
[ Cкачайте файл, чтобы посмотреть ссылку ]
ru.wikipedia.org/wiki/Химические_индикаторы
dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/103287


Приложенные файлы

  • doc 26
    Размер файла: 61 kB Загрузок: 0