рН-индикаторы своими руками
Дома и на даче полезно иметь универсальный индикатор для определения рН-среды моющих средств, воды (питьевой, природной, аквариумной), почвы комнатных и дачных растений, при приготовлении бордосской жидкости для опрыскивания насаждений от болезней и вредителей и т.д. Для этого потребуется дополнительная информация к школьному курсу химии.
Водородный показатель рН
Показатель рН характеризует содержание в растворе ионов водорода. В воде или в любом водном растворе всегда имеется какое-то количество ионов водорода, так как молекула воды частично диссоциирует:
Значение рН — это показатель кислотности, численно равный отрицательному десятичному логарифму концентрации протонов:
рН может изменяться от 1 до 14.
рН чистой воды равен 7
Растворы с рН 7
Шкала цветовых переходов свеклы столовой
Шкала цветовых переходов чая «каркаде»
Попробуйте изготовить другие индикаторы на основе растительного сырья. Предложите способ изготовления индикаторной бумаги на основе растительных индикаторов. Фактически вы выполнили проектно-исследовательскую работу, и ее результаты можете доложить в классе и на школьной конференции.
1. Аранская О.С., Бурая И.В. Проектная деятельность школьников в процессе обучения химии: 8-11 классы: Методическое пособие. — М.: Вентана-Граф, 2007. — 288 с. — (Библиотека учителя).
2. Новошинский И.И., Новошинская Н.С.. Химия: учебник для 10 (11) класса общеобразовательных учреждений. Углубленный уровень / И.И. Новошинский, Н.С. Новошинская. — М.: ООО «Русское слово — учебник», 2014. — 440 с.: ил. — (Инновационная школа).
Автор-составитель: В.Е. Никитин, методист ГМЦ ДОгМ
Источник
Самодельные индикаторы.
В химических лабораториях то и дело пользуются индикаторами — иногда для определения тех или иных веществ, а большей частью чтобы узнать кислотность среды, потому что от этого свойства зависят и поведение веществ, и характер реакции. Индикаторы не раз понадобятся и нам, а так как не всегда можно их купить, то попробуем приготовить их самостоятельно. Исходным сырьем будут служить растения: многие цветки, плоды, ягоды, листья и корни содержат окрашенные вещества, способные менять свой цвет в ответ на то или иное воздействие. И, попадая в кислую (или, напротив, в щелочную) среду, они наглядным образом сигнализируют нам об этом.
Растительное «сырье» летом собрать нетрудно — в лесу, в поле, в саду или огороде. Возьмите яркие цветы — ирис, темные тюльпаны и розы, анютины глазки, мальву; наберите малины, ежевики, черники, голубики, черноплодной рябины; запаситесь несколькими листами красной капусты и молодой свеклой.
Так как растворы индикаторов получают отвариванием (отвар — это нечто вроде бульона), то они, естественно, быстро портятся — скисают, плесневеют. Их надо готовить непосредственно перед опытом.
Возьмите немного запасенного сырья (точное количество не имеет значения), положите в пробирку, налейте воды, поставьте на водяную баню и нагревайте до тех пор, пока раствор не окрасится. Каждый раствор после охлаждения профильтруйте и слейте в приготовленную заранее чистую склянку с этикеткой.
Чтобы обеспечить себя индикаторами на весь год, засушите летом лепестки и ягоды, разложите их по отдельным коробочкам, потом точно так же, как говорилось выше, приготовьте из них отвары, отдельно из каждого растения.
Чтобы узнать, какой отвар служит индикатором на ту или иную среду, и как изменяется его цвет, надо провести испытание.
Возьмите пипеткой несколько капель самодельного индикатора и добавляйте их поочередно в кислый или щелочной раствор. Кислым раствором может служить столовый уксус, а щелочным раствор стиральной соды, карбоната натрия. Если, к примеру добавить к ним ярко-синий отвар из цветков ириса, то под воздействием уксуса он станет красным, соды — зелено-голубым.
Окраско растворов черноплодной рябины
Результаты всех этих опытов тщательно записывайте, лучше всего в таблицу; ее образец мы здесь приводим.
Индикатор
Цвет раствора
исходный
в кислой среде
в щелочной среде
Предлагаем вам продолжить таблицу самостоятельно.
Не только листья и ягоды могут сослужить вам службу в качестве индикаторов. На изменение кислотности четко реагируют изменением цвета некоторые соки (в том числе из красной капусты, из вишни, черного винограда, черной смородины) даже компоты. Выполнить роль индикатора может обычны борщ. Хозяйки это давно приметили и используют такое свойство свекольного отвара, но не для анализа. Чтобы борщ был, ярко-красным, в него перед окончанием варки добавляют немного пищевой кислоты — уксусной или лимонной; цвет меняется буквально на глазах. Даже обычный чай является индикатором. Многие из вас наверно замечали, что если положить в чай лимон, то он светлеет, то есть в кислой среде чай светлее.
В лабораториях широко используют индикатор фенолфталеин. Приготовим его из аптечных таблеток того же названия.
Одну-две таблетки разотрите и растворите примерно в 10 мл водки (в крайнем случае просто в теплой воде). В любом случае таблетки растворятся не полностью, потому что кроме основное вещества, фенолфталеина, в них есть еще наполнитель — тальк или мел. Отфильтруйте полученный раствор через промокательную бумагу и перелейте в чистую склянку с этикеткой «фенолфталеин — индикатор».
Этот бесцветный раствор со временем не портится. Он пригодится, и не раз, для определения щелочной среды: в ней он мгновенно краснеет. Для проверки добавьте каплю-другую фенолфталеина к раствору стиральной соды.
Источник
Мастер класс по химии на тему «Самодельные индикаторы»
МУНИЦИПАЛЬНОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА № 4 с УИОП
Разработала и провела учитель
высшей квалификационной категории
МБОУ СОШ № 4 с УИОП
МЕДВЕДЕВА НАДЕЖДА АНАТОЛЬЕВНА
МАСТЕР- КЛАСС ПО ТЕМЕ « САМОДЕЛЬНЫЕ ИНДИКАТОРЫ»
Оборудование и реактивы:
пробирки, чашки Петри, пестики, раствор уксусной
кислоты, раствор нашатырного спирта, малина,
черная смородина, черный виноград, свекла, лепестки цветов
георгинов, лепестки цветов герани, лепестки цветов
Форма работы: групповая (пять групп).
УЧИТЕЛЬ (показывает слайды и комментирует)
Модернизация средней школы ставит учителей химии перед трудно решаемыми проблемами. В частности, это переход старшей ступени общеобразовательной школы на профильное обучение и сокращение часов на изучение предмета «Химии».
Найти выход из сложившейся ситуации должны помочь элективные курсы.
Работая над темой самообразования «Разработка и применение в практике элективных курсов», в 2004 году мною были разработаны программы элективных курсов « Домашняя лаборатория», « Опыты без взрывов», которые были утверждены на экспертном совете Управления образования мэрии г. Тайшета.
Сознавая, что введение профильного обучения в старшей школе ставит школьников в ситуацию серьезного выбора, я стала внедрять в практику предпрофильную подготовку через организацию курсов по выбору. Своими открытиями, находками, знаниями и умениями делюсь с коллегами: в 2005- 06 учебном году для учителей ГМО выступила с темой « Разработка программ элективных курсов», в 2006-07 учебном году — « Внедрение элективных курсов в школьную практику». Для учителей района на базе нашей школы в 2006- 07 учебном году прошел семинар: « Время выбирать: элективные курсы», в рамках которого представила презентацию элективного курса « Опыты без взрывов», а также показала занятие « Кристаллы большие и маленькие».
Программа элективного курса « Опыты без взрывов» включает 3 раздела:
— химия вокруг нас;
— заглянем в кухонный шкаф;
Увлечение химией обычно начинается с опытов. Есть множество полезных, поучительных и просто красивых экспериментов, которые вполне по плечу и юным химикам. Именно такие опыты использованы в программе.
Опыты подобраны так, чтобы заинтересовать учащихся, показать им привлекательность науки и в то же время привить навыки самостоятельной работе.
Предложенные опыты различны по сложности исполнения, но доступны для проведения в школьной химической лаборатории. Работы проводятся при строгом соблюдении техники безопасности. В первом разделе « Химия вокруг нас» при изучении темы « Использование растений в качестве индикаторов» мы с учащимися рассматриваем понятие индикатор и выполняем практическую работу, элементы которой я сейчас вам и предлагаю выполнить
Индикаторы кислотности и основности среды бывают не только химическими. Они находятся вокруг нас, только обычно мы об этом не задумываемся. Попробуем выяснить, какие из цветов, ягод и овощей могут обеспечить нас самыми лучшими индикаторами.
Цель работы: Знакомство с природными индикаторами, исследование их действия в различных средах.
1.Повтори правила ТБ при работе в кабинете химии.
УЧИТЕЛЬ Выполнять работу будем по инструктивным карточкам, которые находятся у вас на столах. Там же вы найдете все необходимое для работы. На работу в группах дается 7 минут.
Приступайте к выполнению. Не забудьте, что, кроме решения проблемы, вам необходимо проанализировать результаты опытов и сделать вывод.
ИНСТРУКТИВНАЯ КАРТОЧКА ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ « САМОДЕЛЬНЫЕ ИНДИКАТОРЫ»
ОПЫТ № 1 ПРИГОТОВЛЕНИЕ ИНДИКАТОРА ИЗ ЧЕРНОГО ВИНОГРАДА, ЧЕРНОЙ СМОРОДИНЫ, МАЛИНЫ, СВЕКЛЫ, ЛЕПЕСТКОВ ЦВЕТОВ И ИССЛЕДОВАНИЕ ИХ ДЕЙСТВИЯ В РАЗЛИЧНЫХ СРЕДАХ.
Поместите предварительно измельченные ягоды, ломтики свеклы, цветочные лепестки в пробирки с растворами уксусной кислоты и нашатырного спирта.
Чтобы сделать вывод, какой из природных индикаторов, предложенных в данном опыте, самый полезный для химиков, заполните таблицу
ВЫВОД: Подведем итог совместной работы. В ходе исследования мы выяснили, что природными индикаторами здесь служат красящие вещества- антоцианы, которые обеспечивают красоту и разнообразие окраски большинства цветов, овощей и фруктов. И последнее — выполнить роль индикатора может обычный борщ. Хозяйки это давно приметили и используют это свойство свекольного отвара. Чтобы борщ был ярко- красный перед окончанием варки добавляют немного пищевой кислоты — уксусной или лимонной — цвет меняется прямо на глазах. Примените это свойство в практике и будьте здоровы!
Источник
Исследовательская работа по химии на тему: «Индикаторы у нас дома».
Карачаево – Черкесская республика
МКОУ «СОШ а. Малый Зеленчук имени Героя Советского Союза
Хабезского муниципального района
по химии на тему:
«Индикаторы у нас дома».
ученица 8 класса
учитель химии высшей квалификационной категории
Охтова Елена Рамазановна
1 .1.Природные красители ……………………………………. 4
1.3. Классификация школьных индикаторов и способы их использования..7
2.1.Получение природных индикаторов……………………………………. …9
2.2.Исследование среды растворов растительными индикаторами………….10
Химические опыты с продуктами питания………………………….10
Химические опыты с моющими средствами……………………. …11
В природе мы встречаемся с различными веществами, которые нас окружают. В этом году мы начали знакомиться с интересным предметом — химия. Сколько же в мире веществ? Какие они? Зачем они нам нужны и какую пользу приносят? Нас заинтересовали такие вещества, как индикаторы.
На уроках химии нам учитель рассказала про индикаторы: такие индикаторы как лакмус, фенолфталеин и метиловый оранжевый.
Индикаторы (от английского indicate-указывать) — это вещества, которые изменяют свой цвет в зависимости от среды раствора. С помощью индикаторов можно определить среду раствора.
Мы решили выяснить: можно ли в качестве индикаторов использовать те природные материалы, которые есть дома.
Актуальность и новизна темы в том, что «в результате неконтролируемого обществом научно- технического прогресса на планете, вообще, и в России, в частности, из года в год ухудшается экологическая обстановка, как в городах, так и в сельской местности. В продаже появляются пищевые добавки — красители, тысячи лекарственных препаратов, сделанных из новых полимеров, качественно отличающихся от природных. Широкое распространение получила пищевая индустрия на основе технологии глубокой химической переработки натуральных продуктов, а также производство генетически изменённых злаков, овощей и фруктов. В результате этого мы уже сейчас живём в значительной степени искусственной, «токсической» экосистеме (атмосфере, гидросфере, литосфере, биосфере). Эта экосистема значительно отличается в худшую сторону от той, в которой жили наши предки».
• Изучить понятие об индикаторах;
• Ознакомиться с их открытием и выполняемыми функциями;
• Научиться выделять индикаторы из природных объектов;
• Исследовать действие природных индикаторов в различных средах;
Изучение научно-популярной литературы;
Получение растворов индикаторов и работа с ними.
Гипотеза: Могут ли растения или овощи данной местности служить биоиндикаторами кислотности как экологически безопасные для здоровья человека.
приготовить растворы индикаторов, которые бы указывали на присутствие кислоты или основания;
Проверить кислотность среды мыла, чая и продуктов питания.
Предмет исследования: виноградный сок, свёкла, чай, моющие средства и продукты питания.
1.1. Природные красители.
Первые краски люди получали из цветов, листьев, стеблей и корней растений. С давних пор русские крестьяне пользовались растительными красителями, они окрашивали шерсть и льняные ткани в различные цвета. Для получения краски размельчённые части растений обычно кипятили в воде и полученный раствор выпаривали до густого или твёрдого осадка. Затем ткани кипятили в растворе красителя, добавляя для прочности окраски соду и уксус.
Главной составной частью краски является краситель. Краситель — это красящее химическое соединение, придающее материалу определённый цвет.
Использование природных красителей было известно ещё за 3000 лет до нашей эры. В прежние времена органические красители добывались исключительно из организмов животных и растений. Например, из листьев тропического растения индигоферы, растущих в Индии, выделяли фиолетово-синий краситель- индиго . Из листьев рода лавсония (хенна) семейства дербенниковых и поныне выделяют хну- краску красно- оранжевого цвета, хну зелёную получают из высушенных и протертых листьев калины, которые широко используется для укрепления и окраски волос. Для окрашивания шёлка, бумаги, древесины и пищевых продуктов китайцы с древних времён используют краситель куркумин, содержащийся в корневищах и стеблях растений рода куркума (карри). В России издавна для крашения тканей, яиц на пасху использовали шелуху лука, листвяную кору, берёзовые веники, сон-траву (подснежник); цветки ноготков, ягоды можжевельника и другие красители, выделяемые из растений, произрастающих в наших климатических условиях.
Цвет красок преимущественно обусловливают входящие в их состав пигменты (от лат. «pigmentum»- краски). Пигменты бывают разные: природные и синтетические, органической и неорганической природы, хроматические (от греч. «croma»-«цвет») и ахроматические. Ахроматические пигменты определяют белую и чёрную окраски, а также всю лежащую между ними серую цветовую гамму.
Пигменты , в биологии — окрашенные вещества тканей организмов, участвующие в их жизнедеятельности. Обусловливают окраску организмов; у растений участвуют в фотосинтезе (хлорофиллы, каротиноиды), у животных — в тканевом дыхании (гемоглобины), в зрительных процессах (зрительный пурпур), защищают организм от вредного действия ультрафиолетовых лучей (у растений — каротиноиды, флавоноиды, у животных — главным образом меланины). Некоторые пигменты применяют в пищевой промышленности и медицине.
Пигменты (от лат. pigmentum — краска), в химии — окрашенные химические соединения, применяемые в виде тонких порошков для крашения пластмасс, резины, химических волокон, изготовления красок. Подразделяются на органические и неорганические. Из органических наиболее важны азопигменты, пигменты фталоцианиновые и полициклические. К пигментам относят также органические лаки.
Неорганические пигменты делятся на природные и искусственные (сажа, ультрамарин, белила и др.). Краски минеральные (природные), природные пигменты (охры, желтый сурик, киноварь, мумие, мел, ляпис-лазурь и др.), используемые для окраски материалов.
Растительные краски не хранятся долго, как анилиновые, поэтому их не применяют в промышленности. Красители используют не только для окраски тканей, но и для приготовления напитков, кремов, карамели. Многие овощи обязаны своей окраской пигментам — каротиноидам. Многочисленные представители семейства каротинов отличаются друг от друга составом и строением молекул, что влияет на оттенки их окраски, но у всех у них есть одно общее свойство — растворимость в жирах.
С развитием химии природные красители стали вытесняться синтетическими. В наши дни насчитывается более 15000 красителей самых различных оттенков принадлежащих к разным классам соединений.
1.2. Понятие об индикаторах.
Индикаторы – значит «указатели». Это вещества, которые меняют цвет в зависимости от того, попали они в кислую, щелочную или нейтральную среду. Больше всего распространены индикаторы — лакмус, фенолфталеин метилоранж.
Самым первым появился кислотно-основный индикатор лакмус. Лакмус – водный настой лакмусового лишайника, растущего на скалах в Шотландии.
Впервые индикаторы обнаружил в 17 веке английский физик и химик Роберт Бойль. Бойль проводил различные опыты. Однажды, когда он проводил очередное исследование, зашел садовник. Он принес фиалки. Бойль любил цветы, но ему необходимо было проводить эксперимент. Бойль оставил цветы на столе. Когда ученый закончил свой опыт он случайно посмотрел 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. Бойль заинтересовался и проводил опыты с растворами, при этом каждый раз добавлял фиалки и наблюдал, что происходит с цветками. В некоторых стаканах цветы немедленно начали краснеть. Ученый понял, что цвет фиалок зависит от того, какой раствор находится в стакане, какие вещества содержатся в растворе. Лучшие результаты дали опыты с лакмусовым лишайником. 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.
Если нет настоящих химических индикаторов, для определения кислотности среды можно успешно применять… домашние, полевые и садовые цветы и даже сок многих ягод – вишни, черноплодной рябины, смородины. Розовые, малиновые или красные цветы герани, лепестки пиона или цветного горошка станут голубыми, если опустить их в щелочной раствор. Так же посинеет в щелочной среде сок вишни и смородины. Наоборот, в кислоте те же «реактивы» примут розово – красный цвет.
Растительные кислотно-основные индикаторы здесь – красящие вещества — антоцианы. Именно антоцианы придают разнообразные оттенки розового, красного, голубого и лилового многим цветам и плодам.
Красящее вещество свеклы бетаин или бетанидин в ще лочной среде обесцвечивается, а в кислой — краснеет. Вот почему такой аппетитный цвет у борща с квашеной капустой.
1.3. Классификация школьных индикаторов и способы их использования.
Индикаторы имеют различную классификацию . Одни из самых распространенных – кислотно-основные индикаторы, которые изменяют цвет в зависимости от кислотности раствора. В наше время известны несколько сот искусственно синтезированных кислотно-основных индикаторов, с некоторыми из них можно познакомиться в школьной химической лаборатории.
Фенолфталеин (продается в аптеке под названием «пурген») — белый или белый со слегка желтоватым оттенком мелкокристаллический порошок. Растворим в 95 % спирте, практически не растворим в воде. Бесцветный фенолфталеин в кислой и нейтральной среде бесцветен, а в щелочной среде окрасится в малиновый цвет. Поэтому фенолфталеин используется для определения щелочной среды.
Метиловый оранжевый — кристаллический порошок оранжевого цвета. Умеренно растворим в воде, легко растворим в горячей воде, практически нерастворим в органических растворителях. Переход окраски раствора от красной к желтой.
Лакмоид (лакмус) — порошок черного цвета. Растворим в воде, 95 % спирте, ацетоне, ледяной уксусной кислоте. Переход окраски раствора от красной к синей.
Индикаторы обычно используют, добавляя несколько капель водного или спиртового раствора, либо немного порошка к исследуемому раствору.
Другой способ применения — использование полосок бумаги, пропитанных раствором индикатора или смеси индикаторов и высушенных при комнатной температуре. Такие полоски выпускают в самых разнообразных вариантах — с нанесенной на них цветной шкалой — эталоном цвета или без него.
1.4. Водородный показатель.
Индикатор бумажный универсальный имеет шкалу для определения среды (рН).
Водородный показатель, pH – величина, характеризующая концентрацию ионов водорода в растворах. Это понятие было введено в 1909 году датским химиком Сёренсеном . Показатель называется pH, по первым буквам латинских слов potentia hydrogeni — сила водорода, или pondus hydrogenii — вес водорода. Водные растворы могут иметь величину pH в интервале 0-14. В чистой воде и нейтральных растворах pH =7, в кислых растворах pH pH >7. Величины pH измеряют при помощи кислотно-щелочных индикаторов.
Цвет индикатора в различных средах.
Источник