用植物色素制取代用酸碱指示液及变化范围测试 结题

用植物色素制取代用酸碱指示液及变化范围测试

结题报告前言：到底什么可以代替酸碱指示液呢？研究背景：在初中化学课的时候，老师说了酚酞、石蕊试液等指示液遇到酸、碱会变色，使我们联想到花、叶也是有色的，到底花、叶遇到酸碱是否会变色呢？经过与小组组员的一番讨论后，我们提出这样的问题来研究。

研究的方法和目的：采用了在网上调查、对老师进行访问、自己做实验等等。研究此项目的目的，在于我们想亲手揭开大自然神奇的面纱，研究花、叶溶液是否成为指示液，锻炼了自己的化学实验能力，对化学有进一步的了解。研究计划：首先上网查资料，搜索哪些花、叶有指示液的作用，然后在生活上搜索这些花叶作为原材料，再经过实验进行验证，验证后的结果进行总结。在研究未知的新指示液时，我们决定先对先有的实验指示液进行研究，下面是我们研究出来的结果：在中学化学里已经接触过用酸碱指示剂检出溶液的pH。酸碱指示剂种类很多，本质上，它们是一种弱酸或弱碱，其电离平衡和平衡常数表达式可用如下通式表示：符号In来自英文指示剂Indicator。Hin表示指示剂的共轭酸，称为“酸型”，In表示指示剂的共轭碱，称为“碱型”；我们有意省略了它们的电荷，以提高通用性。指示剂检出溶液pH的原理是基于指示剂的酸型和碱型的颜色是不同的，当碱型和酸型的浓度比[In]/[HIn]在1/10到10/1之间时，人眼能够察觉指示剂的颜色变化，在上节讨论缓冲溶液时已经指出，此范围的溶液pH范围为pKHIn±1，这一pH范围称为指示剂变色域，见表1。用指示剂检测溶液的pH要选择pKHIn±1的范围与欲测pH相当。表2给出了常用指示剂的变色域及颜色变化。使用指示剂时应注意控制指示剂的用量，以能察觉颜色变化为度，加过多的指示剂反而难以观察到颜色的变化，这是由于指示剂的变色域处于它的缓冲作用范围内，只有指示剂的总浓度很低时才不至于因缓冲作用导致pH变化不敏锐，即指示剂的颜色变化不敏锐。何事物都有有利和不利两个方面。过多指示剂因指示剂自身的缓冲作用使指示剂颜色变化迟钝可看做缓冲作用的不利方面。附带可以提及，缓冲作用的不利方面的另一个例子是滴定终点时被滴定物质的缓冲作用过强，也将导致终点难于观察，即便指示剂加得很少也无济于事。为避免这一后果，就考虑更换溶剂等重藥性。经过对现有指示液的研究，使我们对其有深入的了解，于是我们对生活中的花叶也进行研究，我们有以下的发现：取下表所列植物花或叶，捣碎研磨，加入酒精，取浸出液，加入酸或碱，观察颜色变化。

几种植物花叶浸出液的颜色及遇到酸或碱时的颜色从红萝卜皮中提取代用指示剂

削下萝卜皮，用酒精浸泡一天左右，过滤后取它的滤液，用pH从1—14的标准溶液标定。分别取标准液10

mL，各加红萝卜浸出的滤液10滴，并记录颜色的变化。在测定待测溶液的酸碱性时加入代用指示剂，把呈现的颜色与标准溶液的颜色做对比，就可确定待测溶液pH的大致范围。经实验可知：红萝卜浸出液pH在6以下显红色，在6～8显紫色，在8～10显绿色，在10以上则显黄色。

也可采用其它的带色素的植物做上述实验，如凤仙花、牵牛花或苹果皮等。另外：枫叶捣汁加酒精，有颜色的野花大部分都可以

紫甘蓝加少许水煮出汁兑酒精

我们对其中的几种进行了深入的调查；（1）红萝卜皮：刮下红萝卜的红皮，用95％酒精浸泡一天左右，过滤后取它的滤液。按检验的需要制作pH1～14的标准溶液若干个。每个标准溶液取10mL，分别加入试管中，各试管中加入红萝卜皮浸泡液（即酸碱指示剂）10滴，用橡皮塞塞紧，作为标准样品。在测定某溶液的酸碱度时，加入上述红萝卜皮指示剂，当发生颜色变化时，跟上述制得的标准样品的颜色作比较，就能确定待测溶液的pH值大致范围。红萝卜皮浸泡液实测的结果是pH值在6以下时显红色，pH值在6～8时显紫红色，pH值在8～10时显绿色，pH值在10以上时显黄色。（2）紫草：在中药店买50g紫草，取5克，用50％酒精溶液浸泡，浸泡一天就得到紫草色素的酒精溶液，呈紫色。把浸泡液一分为二，一份加入极少量稀酸（稀磷酸或稀硫酸）到溶液刚变红色，这是红色的紫草试液；另一份加极少量氢氧化钠稀溶液到溶液刚变蓝色，这是蓝色的紫草试液。把滤纸剪成条状，一半浸入红色紫草试液中，另一半浸入蓝色紫草试液中，片刻后取出晾干，就能分别替代红色石蕊试纸和蓝色石蕊试纸（变色范围和使用方法跟石蕊试纸相同）。

（3）紫色卷心菜：取约250g紫色卷心菜，洗净后切碎，放在大烧杯或不锈钢锅内，加水到浸没1／2菜叶，加热煮沸10分钟，并不断搅拌菜叶。再把煮后的卷心菜汁滤入一只容器中，放置到室温后装瓶。得到的紫色卷心菜滤汁可以用作酸碱指示剂。使用时可参照上述操作（1）的方法，先制几个标准pH值样品，用于不同pH值的检验。也可以把滤纸剪成条状，浸在紫色卷心菜汁内，浸透后取出晾干，再次浸泡、晾干1～2遍，得到自制的pH试纸。该指示剂的显色情况如下。pH值小于3时显红色，pH值在3～5时显浅紫色，pH值在6～7时显蓝色，pH值在8～9时显青绿色，pH值在10～12时显绿色，pH值大于13时显黄色。（4）米苋菜：把250g红色米苋洗净切碎，放在约500g水中加热煮沸约10分钟，滤去残渣，就得到红色的酸碱指示剂。它的变色范围是pH值小于2时显紫红色，pH值在2～4时显玫瑰红色，pH值在5～7时显洋红、酒红色，pH值在7～9时显黄色，pH值在9～13时显黄绿色，pH值大于14时显亮黄色。（5）咖喱粉：取一药匙咖喱粉，用50％的酒精调成糊状，涂在一块白布的两面。放置一段时间后用水冲去多余的咖喱粉，白布被染成黄色，这就制成一块可以多次反复使用的酸碱指示布。它遇碱性溶液呈红色，遇酸性溶液呈黄褐色。每次用完后，用水把布上的酸性或碱性物质漂洗干净，指示布又恢复原来的黄色，可以供下次使用。说明】（1）米苋菜等汁中含有果胶、糖粉、淀粉等，用普通过滤法不能使滤液变得澄清。为了减少菜汁内有效成份见光分解、被氧化，菜汁不用过滤，煮沸后用凉水迅速冷却，立即用于显色，效果较好。（2）月季花、菊花、喇叭花、丝瓜花、一串红、牵牛花、凤仙花等浸出液在酸性溶液或碱性溶液里会明显地显示不同的颜色。只要把这些花切碎捣烂，用酒精浸制，所得浸泡液也可以用作酸碱指示剂。分析讨论：原来生活中可以作为指示液的物体有很多，即使是普通的叶子、野花也有这种特性，这让我们对化学有了进一步的了解，也对大自然的神奇感到惊叹。实验结论：存在我们的生活中的植物甚至动物都有作为酸碱指示液的，即使每一种的变化程度有所不同，但似乎都有这种特性。收获；了解到了化学的多元性，生物的多样性以及大自然的伟大，我们相信在继续研究之后，会有更大的收获。文献材料；《江门日报》,《科普小知识》,《生物-植物颜色探秘》文献材料；《江门日报》,《科普小知识》,《生物-植