高一上玉溪一中研究性学习课题几种校园植物色素制取酸碱指示剂的研究

1、 玉溪一中研究性学习课题申请·评审书课 题 名 称 几种校园植物色素制取酸碱指示剂的研究课题负责人姓名、班级_ _李林璘_ _2015届11班 _填 表 日 期_ _2013年2月18日_ _ 玉溪一中一、数据表课题名称几种校园植物色素制取酸碱指示剂的研究主题词植物色素；酸碱指示剂；制取课题组组长姓名李林璘性别女民族汉族出生年月1996-6所在班级2015届11班课题组成员姓 名性别民族出生年月所在班级李林璘女汉族1996-62015届11班指导教师姓名武虹瀹所学专业化学课题研究起始时间2012年9月20 日 2013年1月20 日 二、课题论证本课题的研究目标、研究内容、研究假设及

2、创新之处研究目标：(1)通过研究性实验，认识植物色素的变色原理，寻找校园内的植物指示剂；(2)学会植物酸碱指示剂的制取、学习测试其变色范围的简易方法；(3)在校园内采集垂花悬铃花、牵牛花、野牡丹的花瓣和红龙草叶片制取酸碱指示剂；(4)通过本课题的研究，体验实验过程，学习科学的研究方法。研究内容：（1） 垂花悬铃花、牵牛花、野牡丹的花瓣和红龙草叶片四种植物的采集、鉴定；（2） 在研钵中加入少许酒精，研磨垂花悬铃花、牵牛花、野牡丹的花瓣和红龙草叶片，过滤并提取色素；（3） 测定各种植物色素在不同pH 范围的显色情况。（4） 得出结论。创新之处：在玉溪一中校园内采集垂花悬铃花、牵牛花、野牡丹的花瓣和

3、红龙草叶片制取酸碱指示剂，未见相关报道。本课题的研究思路、研究方法和实施步骤文献研究法：查阅相关书籍，上网检索酸碱指示剂相关文献，同时获取植物的相关信息，了解相关注意事项；实验研究法：明确研究目标，设计合理的实验方案，实施实验获得实验数据，分析得出相关结论。三、课题结题报告（课题概要、课题设计、课题研究成果）几种校园植物色素制取酸碱指示剂的研究李林璘云南省玉溪第一中学 高一（11）班酸碱指示剂是在一定pH 范围内能显示一定颜色的试剂。常用酚酞、甲基橙进行中和滴定的指示，石蕊用于物质酸碱性的指示。在自然界中， 许多植物的花朵、果实中都含有植物性色素。根据色素在酸碱性不同的溶液中颜色的变化，也可用

4、来判断溶液的酸碱性。但酸碱性溶液也有强弱之分，仅了解某种植物的色素在酸性和碱性溶液中的显色情况是不够的, 还需了解其在弱酸、弱碱性溶液中的显色情况。本项目对几种校园植物色素制取酸碱指示剂进行了研究，对四种色素在不同pH 值的变色范围进行了测试, 其结果对利用植物色素做酸碱指示剂具有很好的参考价值。一、本项目研究的目的意义1 .酸碱指示剂一般是弱有机酸或弱有机碱，它们的颜色变化是在一定的pH值范围内变化的，通过实验测定指示剂的颜色变化范围来了解实验的变色范围。 2 .pH值的测定和控制在工农业生产、科学研究和医疗卫生中都很重要,通过用比较简便的方法来测定溶液的pH值来研究对各领域的有关作用。 3

5、.通过实验，提高我们化学实验的操作能力和学习兴趣。二、实验的原理在植物的花、叶、根、果实中含有一些植物色素，主要是花青素，花青素在不同的酸碱环境中，能呈现出不同的颜色，就可用它们的浸出液制作成酸碱指示剂了。制成的酸碱指示剂，在酸、碱性溶液中，呈现不同的变化，利用它的颜色变化，来辨别水溶液的酸碱性。三、实验用品：研钵、量筒、移液管、大、小试管、试管架、滤纸一小块；垂花悬铃花、牵牛花、野牡丹的花瓣和红龙草叶片；1N氢氧化钠溶液、1N高锰酸钾（H+）溶液、1N盐酸溶液、广泛pH试纸。四、实验材料的采集、鉴定在玉溪师院生物系老师的指导下，采集鉴定四种植物：集垂花悬铃花、牵牛花、野牡丹的花瓣和红龙草叶片

6、。四种植物特征如下：1、垂花悬铃花Malvaviscus arboreus ( av. Var. Penduliflorus CD C.)Schery.，灌木，高达2m，小枝被长柔毛。叶卵状披针形，长6-12cm，宽2.5-6cm，先端长尖，基部广楔形至近圆形，边缘具钝齿，两面近于无毛或仅脉上被星状疏柔毛，主脉3条；叶柄长1-2cm，上面被长柔毛；托叶线形，长约4mm，早落。花单生于叶腋，花梗长约1.5cm，被长柔毛；小苞片匙形，长1-1.5cm，边缘具长硬毛，基部合生;萼钟状，直径约1cm，裂片5,较小苞片略长，被长硬毛；花红色，下垂，筒状，仅于上部略开展，长约5cm；雄蕊柱长约7cm；花柱

7、分枝。2、牵牛花Pharbitis nil (Linn.) Choisy 一年生缠绕草本，全株密被白色长毛。叶互生，阔心形，全缘；叶柄与总花梗近等长。花序有花1-3朵；萼片5深裂，裂片卵状披针形，长约1cm，先端尾尖；花冠白色、蓝紫色或紫红色，漏斗状，长5-8cm；雄蕊5；子房3室。蒴果球形。种子5-6粒，卵形，黑色或淡黄白色。花期6-9月，果期7-10月。生于山野灌丛中、村边、路旁；多栽培。全国各地有分布。3、野牡丹Melastoma candidum D.Don 木，高0.5-1.5m。茎印四棱形或近圆柱形，茎、叶柄密被紧贴的鳞片状糙毛。叶对生；叶柄长5-15mm；叶片坚纸质，卵形或广卵形

8、，长4-10cm，宽2-6cm，先端急尖，基部浅心形或近圆形，全缘，两面被糙伏毛及短柔毛；基出脉7条。伞房花序生于分枝顶端，近头状，有花3-5朵，稀单生，基部具叶状总苞2；苞片、花梗及花萼密被鳞片产太糙伏毛；花梗长3-20mm；花5数，花萼长约2.2cm，裂片卵形或略宽，与萼管等长或略长，先端渐尖，两面均被毛；花瓣玫瑰红色或粉红色，倒卵形，野牡丹长3-4cm，先端圆形，密被缘毛；雄蕊5长5短，先端具一圈刚毛。4、红龙草 Altemanthera Ficoidea cv.“Ruliginosa”或Iresine herbsii，多年生草本，高15-20cm，叶对生，叶色紫红至紫黑色，极为雅致。头

9、状花序密聚成粉色小球，无花瓣。高度30cm -60cm × 30 -50cm ，质感中至细，紫杯苋茎叶铜红色，冬季开花，花 乳白色，小球形，酷似千日红。 圆 叶洋苋茎叶呈鲜红色。光照中性植物，日照 60%-100% 均能生长。四种植物的图片（摄影李林璘）： 垂花悬铃花 牵牛花野牡丹 红龙草五、实验操作1、植物酸碱指示剂的制备在化学老师武虹瀹的指导下，取新鲜的集垂花悬铃花、牵牛花、野牡丹的花瓣数朵，去掉花蕊，留下花瓣再取新鲜的红龙草叶片若干，先用清水把它们洗净（轻轻冲洗掉花瓣上的尘土）分别放入研钵或洁净的瓷碗中，用玻璃棒或洁净的竹筷将花瓣捣成浆状。然后加12mm酒精，再捣几次，使其溶解

10、，并用少量蒸馏水加以稀释（不用酒精直接用蒸馏水溶解也可以，因花青素能溶于水，此处用酒精还有一定的防腐作用），但不宜太稀，以免影响颜色的变化。如汁液过于浑浊，可用小白布把浸出液用力挤出，以滤去残渣，或用离心机分离掉残渣。所得澄清液即为植物酸碱指示剂。用广泛pH试纸测定上述各混和溶液的pH值，并记录在对应的试管序号标签下面，这就是实验测知的pH值溶液系列。表1各种植物色素在不同pH 范围的显色情况植物浸取液颜色在不同pH 范围内的变色情况(pH 值为1.0-14.0)垂花悬铃花橙黄1.0-3.0 粉红4.0-8.0无色9.0-13.0黄绿14.0黄牵牛花紫色1.0-3.0 粉红4.0-5.0粉紫4

11、.0-9.0无色10.0-12.0灰绿色13.0-14.0浅黄野牡丹紫红1.0-6.0浅紫色7.0-8.0粉红9.0-14.0黄色渐深红龙草青紫1.0-3.0粉红4.0-8.0无色9.0-11.0浅黄绿色12.0-13.0黄绿14.0黄色 六、结论通过实验现象，我们得出结论，牵牛花、野牡丹的花瓣和红龙草叶片的PH值变化明显，可以代用酸碱指示剂；集垂花悬铃花的PH值变化范围不明显，不适合作酸碱指示剂。参考文献：1 胡勇,黄鹂.植物酸碱指示剂研究及应用J.化学教育，2006（2）：56-58.2 刘玲，肖怡琳等.用植物色素制取代用酸碱指示剂J. 云南师范大学学报，2000,20（5）：62-66.

12、3 郝玉娇，朱启红. 植物色素制取酸碱指示剂的研究J. 重庆文理学院学报(自然科学版)，2010，29（6）：49-51.4 罗先平，陶鹂，冯华荣. 化学教学中研究性学习的探索J. 高等函授学报(自然科学版)，2004，17（4）：35-39.5 彭雄超，梁兴永. 化学教学中研究性学习的探索DB/OL . 四、活动成果描述通过实验现象，我们得出结论，牵牛花、野牡丹的花瓣和红龙草叶片的PH值变化明显，可以代用酸碱指示剂；集垂花悬铃花的PH值变化范围不明显，不适合作酸碱指示剂。五、体验与收获（自评） (1)学会了化学实验的一些方法。懂得了该怎样去思考问题 ，怎样制定实验方案，怎样查阅资料，怎样运用所学的知识去解释各种实验现象 ,怎样从不同角度去考虑、解决问题。(2)实验中学了不少化学知识和基本操作，真正体会到了“学以致用”的乐趣，更加激发起学习欲望和热情。(3)在研究中，没有现成的方案，也没有标准答案，全靠自己去思考、设计、实验。我真正了解到了科学研究的艰难和曲折，领会到了坚忍不拔、不怕困难的钻研精神的可贵。通过这