Главная Заработная плата Исследовательская работа по теме индикаторы. Исследовательская работа по химии "индикаторы вокруг нас". Анатольевна - учитель химии

Исследовательская работа по теме индикаторы. Исследовательская работа по химии "индикаторы вокруг нас". Анатольевна - учитель химии

МОУ «Берсеневская СОШ». Руководитель: ,

Химические и естественные индикаторы имеют большое значение, так как очень важно знать рН - среду в любом биологическом и химическом процессах. Например, для роста растений, для получения питьевой соды или моющего средства нужна определенная кислая или щелочная среда. В организме животных и человека кровь и желудочный сок имеет постоянную рН, а при ее изменении происходит нарушение процессов жизнедеятельности. Исследования в сфере индикаторов помогают регулировать величину рН.

В химических лабораториях, в том числе и в школьных, имеется множество различных видов и типов индикаторов. Всем нам известны лакмус, метиловый-оранжевый, фенолфталеин и другие. Кроме химических индикаторов существуют биологические.

Цель данной исследовательской работы - научиться готовить вытяжки индикаторов из растений нашей местности и применять их на практике.

Задачи работы:

1. Познакомиться с историей открытия некоторых кислотно-основных индикаторов.

2. Рассмотреть принцип биологической индикации на примерах водорослей , мхов, лишайников, высших растений и ознакомиться с биоиндикаторами гидросферы, атмосферы, кислотности и химического состава почв.

3. Изучить методику приготовления природных индикаторов.

4. Исследовать экспериментальным путем возможность использования природных индикаторов для определения среды бытовых растворов (мыла, шампуня, стирального порошка, чая, почвенной вытяжки.)

5. Совершенствовать экспериментальные умения и навыки.

Объекты исследования:

1.Природные вещества, которые можно использовать для приготовления кислотно-основных индикаторов: соки ярко окрашенных плодов и ягод, клеточный сок лепестков цветков разных растений.

2. Растворы веществ, которые используются в повседневной жизни (чай), почвенная вытяжка с пришкольного опытного участка.

В данной исследовательской работе изучена история открытия некоторых индикаторов, их классификация, рассмотрен принцип биологической индикации на примерах водорослей, мхов, лишайников, высших растений. В процессе работы были приготовлены природные индикаторы и экспериментальным путем исследована возможность использования природных индикаторов для определения среды некоторых бытовых растворов (мыла, шампуня, стирального порошка, чая, почвенной вытяжки.).

В результате анализа полученных результатов работы сделаны следующие выводы:

Моющие средства для посуды «Миф», «Fairy», «AOS», «Pril», имеют щелочную и слабощелочную среду, поэтому при их применении необходимо использовать резиновые перчатки для защиты кожи рук от негативного воздействия, так как щелочная среда разрушает кислотную мантию эпидермиса;

Мыло «Dove» и шампунь «Детский» обладают нейтральной средой, поэтому их можно использовать для нежной детской кожи;

Мыло «Чистая линия» не следует применять людям с сухой кожей, т. к. этот сорт мыла, обладая щелочной реакцией среды, будет сушить кожу;

Взятый для исследования стиральный порошок «Лотос» обладает ярко выраженными основными свойствами, поэтому работать с ним нужно осторожно. Шерстяные и шелковые вещи в таком порошке лучше не стирать.

Сорт чая « Майский чай, фруктовый» имеет кислую среду, поэтому его не надо пить людям с повышенной кислотностью желудка.

Почва, взятая для исследования с пришкольного опытного участка, обладает кислотными свойствами, поэтому следует проводить работу по её известкованию, т. к. кислая почва неблагоприятно влияет на развитие растений.

В результате исследований мы убедились, что естественные индикаторы окружают нас повсюду и всегда находятся под рукой. Они определяют как рН-среду химических и биологических процессов, так и состояние нашей планеты в целом.

Изучение растений-индикаторов является интересной и полезной темой. Тем более дорогостоящие индикаторы не всегда можно купить или заказать, а приготовить самостоятельно совсем не сложно. Естественные индикаторы из природного сырья можно применять на уроках химии в школах, если существует проблема обеспечения школы химическими индикаторами, на занятиях факультативных и элективных курсов.

Возможно, развитие исследований в данном направлении поможет вывести нашу планету из экологического кризиса и в какой-то мере улучшить ее экологическое состояние.

Работа заняла второе место в районном конкурсе «Первые шаги», третье место - в республиканском конкурсе «Интеллектальное будущее Мордовии »

Исследовательская работа размещена на школьном сайте: http://www. bersen. *****

Ученики 8 класса

Руководитель проекта:

Мустапаева Изольда Николаевна

Учреждение:

МБОУ "Средняя общеобразовательная школа с. Генеральское" Саратовской обл.

Представленная исследовательская работа по химии на тему "Влияние индикаторов на жизнь человека" посвящена исследованию действия природных индикаторов в различных средах. В процессе работы над проектом учащиеся 8 класса учатся выделять индикаторы из природных объектов.

В начале исследовательского проекта по химии "Влияние индикаторов на жизнь человека" ребятами изучается понятие об индикаторах, юные исследователи знакомятся с историей открытия индикаторов и функциями, которые они выполняют.

Над исследовательской работой по химии на тему "Влияние индикаторов на жизнь человека" работали учащиеся 8 класса нашей школы: Никитин Федор, Ледовский Никита, Колесова Мария, Голованов Леонид, Штольц Валерий.

В рамках работы над исследовательской работой по химии "Влияние индикаторов на жизнь человека" школьниками была изучена научно-популярная литературы, получены растворы индикаторов, а также была проведена интересная работа с ними.

Введение
1. История открытия индикаторов
2. Классификация индикаторов.
3. Природные индикаторы
4. Экспериментальная часть.
Заключение.
Список используемой литературы.

Введение

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 . Что такое индикаторы?

На уроках при изучении темы «Важнейшие классы неорганических соединений » мы использовали такие индикаторы как лакмус , фенолфталеин и метилоранж .

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.

Цель и задачи исследовательской работы:

Изучить понятие об индикаторах;
Ознакомиться с их открытием и выполняемыми функциями;
Научиться выделять индикаторы из природных объектов;
Исследовать действие природных индикаторов в различных средах.

Методы исследования :
1. Изучение научно-популярной литературы;
2. Получение растворов индикаторов и работа с ними.

Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

В своей жизни мы встречаемся с различными веществами, которые нас окружают. В этом году мы начали изучать интересный предмет - химию. Сколько же в мире веществ? Какие они? Зачем они нам нужны и какую пользу приносят?

На уроках при изучении темы «Важнейшие классы неорганических соединений» я познакомилась с индикаторами - лакмус, фенолфталеин и метиловый оранжевый. Что такое индикаторы? Индикаторы- это вещества, которые изменяют свой цвет в зависимости от среды раствора. С помощью индикаторов можно определить среду раствора.

Я решила выяснить как можно больше об этих удивительных веществах, и можно ли в качестве индикаторов использовать те природные материалы, которые есть дома.

Актуальность темы: сегодня большой интерес вызывают свойства растений и возможности применения их в химии, биологии и медицине.

Цель работы: изучить природные индикаторы и как их мы можем использовать в повседневной жизни.

Для достижения цели были поставлены следующие задачи:

Изучить материал об индикаторах как химических веществах.

Изучить природные индикаторы.

Выяснить, как можно применять знания о природных индикаторах в повседневной жизни.

Для достижения поставленных задач я изучила литературу в библиотеке и кабинете химии, использовала материалы с сайтов Интернета, а так же использовала методы наблюдения, эксперимента, сравнения, анализа.

Моя работа состоит из трех глав. В первой главе я рассмотрела многообразии индикаторов и их химическую природу. Во второй, - какие растения являются индикаторами и их роль в природе и жизни человека. В третьей главе моё практическое исследование.

1.Химические индикаторы

1.1 История открытия индикаторов

Индикаторы (от лат.Indicator -указатель) - вещества, позволяющие следить за составом среды или за протеканием химической реакции. На сегодняшний день в химии известно большое количество различных индикаторов как химических, так и природных. К химическим индикаторам относятся кислотно-основные, универсальные, окислительно-восстановительные, адсорбционные, флуоресцентные, комплексонометрические и другие .

Пигменты многих растений способны менять цвет в зависимости от кислотности клеточного сока. Следовательно, пигменты являются индикаторами, которые можно применить для исследования кислотности других растворов. Общее название таких растительных пигментов флавоноиды. В эту группу входят так называемые антоцианы, которые обладают хорошими индикаторными свойствами.

Самый используемый в химии растительный кислотно-основной индикатор - лакмус. Он был известен уже в Древнем Египте и в Древнем Риме, где его использовали в качестве фиолетовой краски-заменителя дорогостоящего пурпура. Использование пигментов для определения среды раствора впервые научно применено Робертом Бойлем (1627 - 1691). 1663 год, в лаборатории, как обычно, кипела напряженная работа: горели свечи, в ретортах нагревались разнообразные вещества. В кабинет к Бойлю вошел садовник и поставил в углу корзину с великолепными темно-фиолетовыми фиалками. В это время Бойль собирался проводить опыт по получению серной кислоты. Восхищенный красотой и ароматом фиалок, ученый, захватив с собой букетик, направился в лабораторию. Его лаборант Уильям сообщил Бойлю, что вчера доставили две бутылки соляной кислоты из Амстердама. Бойлю захотелось взглянуть на эту кислоту, и, чтобы помочь Уильяму налить кислоту, он положил фиалки на стол. Затем он взял со стола букетик и отправился в кабинет. Здесь Бойль заметил, что фиалки слегка дымятся от попавших на них брызг кислоты. Чтобы промыть цветы, Бойль опустил их в стакан с водой. Через некоторое время он бросил взгляд на стакан с фиалками, и случилось чудо: темно-фиолетовые фиалки стали красными. Естественно, Бойль, как истинный ученый, не мог пройти мимо такого случая и начал исследования. Он обнаружил, что и другие кислоты окрашивают лепестки фиалок в красный цвет. Ученый подумал, что если приготовить из лепестков настой и добавить немного к исследуемому раствору, то можно будет узнать, кислый он или нет. Бойль начал готовить настои из целебных трав, древесной коры, корней растений. Однако самым интересным оказался фиолетовый настой, полученный из определенного лишайника. Кислоты изменяли его цвет на красный, а щелочи - на синий. Бойль распорядился пропитать этим настоем бумагу и затем высушить ее. Так была создана первая лакмусовая бумажка, которая теперь имеется в любой химической лаборатории. Таким образом, было открыто одно из первых веществ, которые Бойль уже тогда назвал индикаторами.

1.2. Разновидности индикаторов

Химический энциклопедический словарь среди индикаторов выделяет: адсорбционные, изотопные, кислотно-основные, окислительно-восстановительные, комплексонометрические, люминесцентные индикаторы.

Моя работа посвящена кислотно-основным индикаторам. С развитием химии росло число кислотно-щелочных индикаторов. Индикаторы, полученные в результате химического синтеза: фенолфталеин, введенный в науку в 1871 году немецким химиком А.Байером, и метилоранж, открытый в 1877году .

В наше время известны несколько сот искусственно синтезированных кислотно-щелочных индикаторов. С некоторыми из них мы можем познакомиться в школьной химической лаборатории. Фенолфталеин - в химии - индикатор, выраженный бесцветными кристаллами без вкуса и запаха. Температура плавления - 259-263°С. В медицине - слабительное средство (устаревшее название - пурген). В щелочной среде окрашивается в ярко-малиновый цвет, а в нейтральной и кислотной среде бесцветен. Лакмус (лакмоид) - индикатор, добываемый из некоторых лишайников, и окрашивающийся под действием кислот в красных цвет, а под действием щелочей - в синий . Метиловый оранжевый - кислотно-основной индикатор, синтетический органический краситель из группы азокрасителей. В кислотах проявляет розовую окраску, а в щелочах - желтую. В зависимости от кислотности среды изменяет окраску и краситель бриллиантовый зеленый (его спиртовой раствор используется как дезинфицирующее средство - «зеленка»). Для того чтобы проверить это надо приготовить разбавленный раствор бриллиантового зеленого: налить в пробирку несколько миллилитров воды и добавить одну - две капли аптечного препарата. Раствор приобретает красивый зелено - голубой цвет. В сильнокислой среде его окраска сменяется на желтый, а щелочной раствор обесцветится.

Таблица некоторых химических индикаторов:

Индикатор	Интервал pH	Изменение окраски
Тимоловый синий		Красная - желтая
Метиловый оранжевый		Красная - оранжево-желтая
Метиловый красный		Красная - желтая
		Красная - синяя
Тимоловый синий		Желтая - синяя
Фенолфталеин		Бесцветная - красная
Тимолфталеин		Бесцветная - синяя

В таблице приведены распространенные в лабораторной практике кислотно-основные индикаторы в порядке возрастания значений pH, вызывающих изменение окраски. Первая окраска соответствует значениям pH до интервала, вторая окраска - после интервала.

Однако наиболее часто в лабораторной практике используется универсальный индикатор - смесь нескольких кислотно - основных индикаторов. Он позволяет легко определить не только характер среды (кислотная, нейтральная, щелочная), но и значение кислотности (pH) раствора.

2. Индикаторы в природе

2.1.Антоцианы и каротиноиды

Природа - уникальное творение Вселенной. Этот мир красив, таинственен и сложен. Царство растений поражает многообразием красок. Цветовая палитра разнообразна и определяется химическим составом клеточного содержимого каждого растения, в состав которого входят пигменты - биофлавоноиды. Пигменты - это органические соединения, присутствующие в клетках и тканях растений и окрашивающие их. Расположены пигменты в хромопластах. Известно более 150 видов пигментов. К биофлавоноидам относятся, например, антоцианы и каротиноиды.

Широко распространенными в растительном мире красящими веществами являются антоцианы. Антоцианы (от греческих слов «цветок» и «синий») - природные красящие вещества. Антоцианы придают растениям окраску в диапазоне от розовой до темно- фиолетовой.

Строение антоцианов установлено в 1913 году немецким биохимиком Р.Вильштеттером. Первый химический синтез осуществлен в 1928 году английским химиком Р.Робинсоном. Они чаще всего растворены в клеточном соке, иногда встречаются в виде мелких кристаллов. Антоцианы легко извлечь из любых синих или красных частей растения. Если, к примеру, прокипятить нарезанный корнеплод столовой свеклы или листья краснокочанной капусты в небольшом количестве воды, то скоро она окрасится от антоциана в лиловый цвет.

Присутствие антоцианов в клеточном соке растений придает цветкам колокольчиков синий цвет, фиалок - фиолетовый, незабудок - небесно-голубой, тюльпанов, пионов, роз, георгинов - красный, а цветкам гвоздик, флоксов, гладиолусов - розовый. Почему же этот краситель является таким многоликим? Дело в том, что антоциан в зависимости от того, в какой среде он находится (в кислотной, нейтральной или щелочной), способен быстро изменять свой оттенок. Антоцианы обладают хорошими индикаторными свойствами: в нейтральной среде приобретают пурпурную окраску, в кислой среде - красный цвет, в щелочной среде - зелено-желтый цвет. К сожалению, почти у всех природных индикаторов есть серьезный недостаток: их отвары довольно быстро портятся - скисают или плесневеют (см Приложение 1) . Другой недостаток - слишком широкий интервал изменения цвета. При этом трудно или невозможно отличить, например, нейтральную среду от слабокислой или слабощелочную от сильнощелочной.

Растения с повышенной концентрацией антоцианов популярны в ландшафтном дизайне.

Каротиноиды (от латинского слова «морковь») - это природные пигменты от желтого до красно-оранжевого цвета, синтезируемые высшими растениями, грибами, губками, кораллами. Каротиноиды представляют собой полиненасыщенные соединения, в большинстве случаев содержат в молекуле 40 атомов углерода. Эти вещества неустойчивы на свету, при нагревании, при действии кислот и щелочей. Из растительных материалов каротиноиды могут быть выделены экстракцией органическими растворителями.

Естественные красители содержатся и в цветках, и в плодах, и в корневищах растений.

2.2 Индикационная геоботаника

В старинных народных поверьях нередко говорилось о травах и деревьях, способных обнаруживать различные клады. Существует много книг, посвященных цветам-геологам. В «Уральских сказах» П.П. Бажова написано о волшебных цветах и «разрыв-траве», открывающих людям кладовые меди, железа, золота. В последние годы были научно обоснованы связи между определенными растениями и месторождениями некоторых полезных ископаемых. Трёхцветные полевые фиалки, анютины глазки или полевой хвощ говорят человеку о том, что в почве, пусть и в минимальном количестве, но содержится цинк, золото. Розовый вьюнок и золотистая мать-и-мачеха целыми полянами разрастаются на глинистых и известковых почвах. Нередко по уродливому развитию некоторых растений можно узнать о присутствии в почве многих полезных ископаемых. Например, на почвах с обычным содержанием бора такие растения, как полынь, прутняк, солянка, растут высокими, а на почвах с повышенным содержанием этого элемента эти растения становятся карликовыми. Измененная форма лепестков мака указывает на то, что под землей находятся залежи свинца и цинка.

Поможет отыскать воду и определить, пресная она или соленая, солодка - крупное растение с темной зеленью и красно-фиолетовыми кистями цветов. Если растение цветет пышно - вода пресная, если слабо и на листьях появляется светлый налет - вода соленая .

Иногда в растениях накапливается так много ценных элементов, что они сами становятся «рудой». Очень редкий металл бериллий накапливают ягоды брусники, кора лиственницы, горицвет амурский. Оказалось, что обычная лебеда содержит много свинца, а шалфей - германий и висмут. Самым хорошим разведчиком оказалась полынь. Над рудными зонами она содержит много ртути, свинца, цинка, серебра, сурьмы, мышьяка. Накопление рудных элементов и тяжелых металлов не проходит для растения бесследно, внешний вид его меняется. Бор тормозит рост растений, вызывает ветвистость. Растения не цветут, отмирают корни. Избыток бериллия меняет форму ветвей у молодых сосен. Если в почве много железа, растения имеют ярко-зеленую листву, кажутся сильными и здоровыми. А с приходом осени они первыми желтеют и теряют листья. Высокая концентрация в почве марганца обесцвечивает листья .

Значит, изучая химический состав растений, можно открыть новые месторождения. И сейчас геоботанический метод все еще применяется на практике. Возникла даже наука - «индикационная геоботаника», изучающая растения, чутко реагирующие на изменения окружающей среды и помогающие обнаружить богатства земных недр.

3. Практическая часть: исследование природных индикаторов

Я решила выяснить, какие из имеющихся дома съедобных растений можно использовать в качестве кислотно-щелочных индикаторов. Для опыта взяла мороженые ягоды черники, клубники, вишни, малины, корнеплоды свеклы.

Для проведения опытов я использовала следующие материалы и оборудование: стаканы, воронки, пробирки, ступки с пестиками, нож, фильтровальную бумагу, воду, этиловый спирт, растворы гидроксида натрия и соляной кислоты.

Ягоды растирала в ступке, свеклу измельчила с помощью терки. Экстракцию пигмента (краски) из измельченного сырья проводили двумя способами: с помощью спирта и воды (см. Приложение 2).

Окрашенные спиртовые и водные растворы фильтровали с помощью бумажного фильтра и марли, чтобы избавить настой от частиц растений. Весь химический эксперимент проводился в школьном кабинете химии совместно с руководителем работы.

Опыт 1. Исследование изменение окраски приготовленных растворов в зависимости от среды.

В пробирки налили растворы щелочи и кислоты и добавляли растворы природных индикаторов. Отмечали изменение окраски растворов (см. Приложение 3).

Результаты исследования.

Шкала цветовых переходов настоев некоторых растений в различных средах.

Растения	Кислотная среда pH< 7	Нейтральная среда pH = 7	Щелочная среда pH> 7
			Сине-зеленый
		Бордовый

	Темно-красный	Светло-красный (алый)
Клубника

Опыт 2. Исследование среды растворов бытовой химии.

С помощью природных приготовленных индикаторов я исследовала среду шампуня, которым пользуюсь дома, мыло детское, молочко для умывания, средство для мытья посуды (см. Приложение 4).

Результаты исследований.

В результате исследования я сделала вывод, что шампунь и пенка для умывания вполне подходят для применения. А вот средство для мытья посуды имеет щелочной характер и может влиять на кожу рук, т.к. наша кожа имеет слабокислую реакцию.

Опыт3. Нагревание до кипения раствора свеклы.

Водный раствор свеклы нагрели до кипения, и цвет изменился с насыщено красного до бледно-красного. При добавлении соляной кислоты цвет вернулся и даже стал более выраженным. Такое происходит при варке борща. Чтобы вернуть красивый насыщенный цвет можно добавить немного яблочной или уксусной кислоты.

Заключение

Эта работа оказалась очень интересной и полезной. Вызывает желание узнать и получить больше информации об использовании растений. В результате было доказано, что многие растения содержат антоцианы, благодаря которым они могут являться природными индикаторами. Их можно использовать как в быту, так и в химии для исследований. А еще я узнала, что поступая в организм человека с фруктами и овощами, антоцианы проявляют действие, схожее с витамином Р, они поддерживают нормальное состояние кровяного давления и сосудов, предупреждая внутренние кровоизлияния. Антоцианы требуются клеткам головного мозга, улучшают память. Они мощные антиоксиданты, которые сильнее в 50 раз витамина С. Многие исследования подтвердили пользу антоцианов для зрения. Наибольшая концентрация антоцианов содержится в чернике. Поэтому препараты, содержащие чернику, наиболее востребованы в медицине.

Поверхность нашей кожи имеет слабокислую среду, что защищает ее от бактерий и, изучив среду растворов веществ для личной гигиены, я пришла к выводу, что частое применение мыла, особенно подростками, неблагоприятно сказывается на коже. На кожу рук влияют также стиральный порошок, моющее средство для мытья посуды так как они имеют щелочную среду.

Итак, я пришла к выводу:

Цвет листьев, плодов, цветков растений определяется наличием пигментов, относящихся к группе антоцианов. Антоцианы содержатся в клеточном соке и хорошо растворимы в воде.

Представители изученных растений (вишня, малина, свекла, клубника, черника) могут быть использованы в качестве индикаторов.

Растительные индикаторы доступны, безопасны в использовании, экономичны.

Я не зря работала над этой темой, так как и мои маленькие открытия принесут пользу не только для меня, но и для других учащихся.

Летом можно набрать цветы и ягоды в саду и в лесу. Это могут быть ирисы, анютины глазки, тюльпаны, малина, вишня и т. п. Высушите собранные лепестки и плоды впрок (плоды можно заморозить), и можно смело использовать их как индикаторы.

Список литературы

В.И. Артамонов Зеленые оракулы. - Издательство «Мысль», 1989.

Л.А. Савина Я познаю мир. Детская энциклопедия. Химия. - М.: АСТ, 1996.

Б.Д. Степин, Л.Ю. Аликберова Занимательные задания и эффектные опыты по химии. - М.: Дрофа, 2002.

Г.И. Штремплер. Домашняя лаборатория. (Химия на досуге). - М., Просвещение, Учебная литература.- 1996.

Энциклопедический словарь юного химика. - М.: Педагогика, 1982.

Интернет-ресурсы

6.1 www.alhimik.ru

6.2 http://xumuktutor.ru/e-journal/2011/10/16/robert_boyle/

6.3http://www.inflora.ru/cosmetics/cosmetics258.html

Приложения

Фотографический отчет о проведенных исследованиях.

Приложение 1.

Фото спиртового и водного раствора на восьмой день после приготовления.

Приложение 2.

Фото процесса приготовления растворов природных индикаторов.

Приложение 3.

Фото опыта «Исследование изменение окраски приготовленных растворов в зависимости от среды (щелочная, кислая).

Приложение 4.

Фото опыта «Исследование среды растворов бытовой химии».

1.Средство для мытья посуды

2.Пенка для умывания

3. Шампунь

4. Стиральный порошок

5. Хозяйственное мыло

Смотреть похожие

Код для вставки

ВКонтакте

Одноклассники

Телеграм

Рецензии

Добавить свою рецензию

Аннотация к презентации

Презентация на тему "Индикаторы" по химии содержит исчерпывающую информацию о том, что являют собой индикаторы. В краткой и доступной форме изложена история открытия индикаторов. Вы узнаете информацию о классификации и методике изготовления индикаторов.

Задачи
Из истории индикаторов
Природные индикаторы

Формат

pptx (powerpoint)

Количество слайдов

Салахова Г.Ф.

Аудитория

Слова

Конспект

Присутствует

Предназначение

Для проведения урока учителем

МОУ « Сатламышевская СОШ»

Учитель химии: Салахова Г.Ф.

Слайд 2

Цель работы
Задачи:

изучить литературные источники по теме;
рассмотреть классификацию индикаторов;
изготовить растворы индикаторов из природного сырья;
провести исследование по определению среды растворов моющих средств для посуды.

Слайд 3

Объект исследования:
Предмет исследования:растворы растительных индикаторов.
Гипотеза:

Слайд 4

Из истории индикаторов

1640 год - гелиотроп
1663 год – лакмус Роберт Бойль
1871 год – синтез фенолфталеина Адольф фон Байер

Слайд 5

Природные индикаторы

Слайд 6

Методика изготовления индикаторов

Для приготовления растительных индикаторов необходимо взять по 50 г сырья, измельчить, залить 200 мл воды и прокипятить в течении 1-2 минут. Полученные отвары охладить и профильтровать. С целью предохранения от порчи, в полученный фильтрат необходимо добавить спирт в соотношении 2:1.

Слайд 7

Изменение окраски природных индикаторов

Слайд 8

Реакция среды растворов моющих средств

Растительный индикатор
- Отвар краснокочанной капусты
- Отвар краснокочанной капусты
- Отвар клубники
- Отвар ягод черноплодной рябины
Окраска индикатора
- Бледно-зеленая
- Зеленая
- Бледно-желтая
- Бледно-розовая
Среда раствора
- Слабощелочная
- Щелочная
- Слабощелочная
- Слабокислая

Слайд 9

многие природные растения обладают свойствами кислотно-основных индикаторов;
для изготовления растворов растительных индикаторов можно использовать природные растения;
растворы растительных индикаторов можно использовать в качестве кислотно-основных индикаторов как на уроках химии, так и в домашних условиях;
моющие средства для посуды «Миф», «Fairy», «AOS» имеют щелочную и слабощелочную среду и при их применении необходимо использовать резиновые перчатки для защиты кожи рук от негативного воздействия, так как щелочная среда разрушает кислотную мантию эпидермиса;
самодельные индикаторы из природного сырья можно применять на уроках химии в сельских школах, если существует проблема обеспечения школы химическими индикаторами.

Слайд 10

Спасибо за внимание!

Посмотреть все слайды

Конспект

�PAGE � �PAGE �7�

В мире индикаторов

Салахова Гулина Фаритовна

Введение стр. 3

Из истории индикаторов стр. 4

Природные индикаторы стр. 6

Заключение стр. 9

Список литературы стр. 10

Приложение стр. 11-12

Введение

Цель работы : приготовление растворов растительных индикаторов из природного сырья и определение с их помощью среды растворов моющих средств для посуды.

задачи:

Объект исследования: природные растения, обладающие свойствами индикаторов.

Предмет исследования

Гипотеза: растворы растительных индикаторов можно приготовить самостоятельно и применять в домашних условиях для определения среды растворов моющих средств для посуды.

Из истории индикаторов

Классификация индикаторов

индикаторы называются адсорбционными .

флуоресцентные индикаторы

Природные индикаторы

Сырье для приготовления индикатора	Естественный цвет индикатора	Окраска в кислой среде	Окраска в щелочной среде
Ягоды малины	Коричневый	Коричневый	Темно-коричневый
Ягоды черноплодной рябины	Красно-коричневый	Бледно-розовый	Темно-зеленый
Ягоды клубники	Красно-оранжевый	Оранжевый	Темно-желтый
Кора крушины			Темно-желтый
Краснокочанная капуста	Сине-фиолетовый
Лепестки мальвы	Темно-зеленый

Заключение

Список литературы

Интернет-ресурсы.

Приложение

Цветок мальвы Крушина

Черноплодная рябина Малина

Клубника Краснокочанная капуста

�PAGE � �PAGE �7�

В мире индикаторов

учитель химии МОУ «Сатламышевская СОШ»

Салахова Гулина Фаритовна

Введение стр. 3

Из истории индикаторов стр. 4

Классификация индикаторов стр. 5

Природные индикаторы стр. 6

Методика изготовления индикаторов из природного сырья стр. 7

Определение среды моющих средств для посуды с помощью

растительных индикаторов стр. 8

Заключение стр. 9

Список литературы стр. 10

Приложение стр. 11-12

Введение

Индикаторы – это органические и неорганические вещества, изменяющие свою окраску в зависимости от реакции среды. Название «индикаторы» происходит от латинского слова indicator, что означает «указатель».

В химической лаборатории или на заводе индикаторы в наглядной форме расскажут о том, прошла ли до конца химическая реакция или нет, достаточно добавлено одного реактива к другому или нужно еще добавлять. (5)

При изучении кислот и оснований на уроках химии я узнала, что соки ярко окрашенных ягод, плодов и цветков обладают свойствами кислотно-основных индикаторов, то есть изменяют свою окраску при изменении кислотности среды.

Меня заинтересовал вопрос: какие растения могут использоваться в качестве индикаторов? Можно ли приготовить растворы растительных индикаторов самостоятельно? Пригодны ли самодельные индикаторы для использования в домашних условиях, например, для определения среды моющих средств для посуды с целью выявления их негативного влияния на кожу рук?

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

Изучить литературные источники по теме;

Рассмотреть классификацию индикаторов;

Изготовить растворы индикаторов из природного сырья;

Провести исследование по определению среды растворов моющих средств для посуды.

Объект исследования: природные растения, обладающие свойствами индикаторов.

Предмет исследования : растворы растительных индикаторов.

Из истории индикаторов

История индикаторов начинается в XVII веке. Еще в 1640 году ботаники описали гелиотроп – 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. Об этом можно прочитать в трудах знаменитого физика и химика XVII века Роберта Бойля.

В 1663 году был открыт лакмус – водный настой лишайника, растущего на скалах Шотландии. Роберт Бойль приготовил водный настой лакмусового лишайника для своих опытов. Склянка, в которой он хранил настой, понадобилась для соляной кислоты. Вылив настой, Бойль наполнил склянку кислотой и с удивлением обнаружил, что кислота покраснела. Заинтересовавшись этим, Бойль на пробу добавил несколько капель настоя лакмуса к водному раствору гидроксида натрия и обнаружил, что в щелочной среде лакмус синеет. Так был открыт первый индикатор для обнаружения кислот и оснований, названный по имени лишайника лакмусом. (1)

Фенолфталеин, который применяется в виде спиртового раствора, приобретает в щелочной среде малиновый цвет, а в нейтральной и кислой он бесцветен. Синтез фенолфталеина впервые осуществил в 1871 году немецкий химик Адольф фон Байер, будущий лауреат Нобелевской премии.(5)

Что касается индикатора метилового оранжевого, он действительно оранжевый в нейтральной среде. В кислотах его окраска становится розово-малиновой, а в щелочах – желтой.

В настоящее время химики часто пользуются индикаторной бумагой, пропитанной смесью разных индикаторов – универсальным индикатором.

Классификация индикаторов

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 индикаторов имеют разное строение. Примером может служить общеизвестный индикатор фенолфталеин. В кислой среде это соединение находится в виде недиссоциированных молекул и раствор бесцветен, а в щелочной среде – в виде ионов и раствор имеет малиновый цвет.

Помимо кислотно-основных применяют и другие типы индикаторов.

Окислительно-восстановительные индикаторы изменяют свой цвет в зависимости от того, что присутствует в растворе окислитель или восстановитель. Такими индикаторами служат вещества, которые сами подвергаются окислению или восстановлению, при чем окисленная и восстановленная формы имеют разные окраски. Например, окисленная форма дифениламина имеет фиолетовую окраску, а восстановленная – бесцветная.(2)

Широкое распространение получили комплексонометрические индикаторы – вещества, образующие с ионами металлов окрашенные комплексные соединения.

Некоторые вещества, адсорбируются на поверхности осадка, изменяя его окраску; такие индикаторы называются адсорбционными .

При определении среды 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. При этом важно, что свечение индикатора не зависит от прозрачности и собственной окраски раствора.(5)

Природные индикаторы

Если нет настоящих химических индикаторов, то для определения среды растворов можно успешно применять самодельные индикаторы из природного сырья.

Исходным сырьем могут служить цветы герани, лепестки пиона или мальвы, ирис, темные тюльпаны или анютины глазки, а также ягоды малины, черники, черноплодной рябины, соки вишни, смородины, винограда, плоды крушины и черемухи.

Эти природные индикаторы содержат окрашенные вещества, способные менять свой цвет в ответ на то или иное воздействие. И, попадая в кислую или щелочную среду, они наглядным образом сигнализируют об этом.(6)

Находясь летом в отпуске, можно засушить лепестки цветов и ягоды, из которых по мере необходимости готовить растворы, и таким образом обеспечить себя индикаторами.

Методика изготовления индикаторов из природного сырья

Для проведения исследовательской работы я использовала высушенные лепестки мальвы, ягоды малины, черноплодной рябины, клубники, кору крушины, краснокочанную капусту.

Для приготовления растительных индикаторов взяла по 50 г сырья, измельчила, залила 200 мл воды и прокипятила в течение 1-2 минут. Полученные отвары были охлаждены и профильтрованы. С целью предохранения от порчи, в полученный фильтрат добавила спирт в соотношении 2:1.(8)

Получив таким образом растворы индикаторов, я проверила, какую окраску они имеют в разных средах.

Брала пипеткой несколько капель самодельного индикатора и добавляла их поочередно в кислый или щёлочной растворы. Результаты всех этих опытов записывала в таблицу.

Таблица 1. Изменение окраски природных индикаторов в различных средах.

Сырье для приготовления индикатора	Естественный цвет индикатора	Окраска в кислой среде	Окраска в щелочной среде
Ягоды малины	Коричневый	Коричневый	Темно-коричневый
Ягоды черноплодной рябины	Красно-коричневый	Бледно-розовый	Темно-зеленый
Ягоды клубники	Красно-оранжевый	Оранжевый	Темно-желтый
Кора крушины			Темно-желтый
Краснокочанная капуста	Сине-фиолетовый
Лепестки мальвы	Темно-зеленый

Определение среды растворов моющих средств для посуды с помощью растительных индикаторов

На уроках биологии я узнала, что внешняя поверхность эпидермиса покрыта микроскопически тонким слоем – кислотной мантией.

В эпидермисе протекает множество биохимических процессов. В результате образуются кислоты – молочная, лимонная и другие. Плюс к этому: кожное сало и пот. Все это и составляет кислотную мантию кожи. Следовательно, нормальная кожа имеет кислую реакцию, рН кожи составляет в среднем 5,5. (2)

При использовании моющих средств для посуды, имеющих щелочную среду, мы нарушаем нормальную кислотную среду кожи рук.

Для предохранения кожи рук от негативного воздействия моющие средства для посуды должны иметь значение рН, соответствующее значению рН кислотной мантии эпидермиса.

С помощью приготовленных растворов природных индикаторов я проверила, какую среду имеют различные моющие средства для посуды.

Таблица 2. Реакция среды растворов моющих средств для посуды.

Заключение

Проведя научно-исследовательскую работу, я пришла к следующим выводам:

Многие природные растения обладают свойствами кислотно-основных индикаторов, способных изменять свою окраску в зависимости от среды, в которую они попадают;

Для изготовления растворов растительных индикаторов можно использовать следующее природное сырье: ягоды малины, клубники, черноплодной рябины, кору крушины, лепестки мальвы, краснокочанную капусту;

Растворы растительных индикаторов можно использовать в качестве кислотно-основных индикаторов для определения среды растворов моющих средств для посуды в домашних условиях;

Моющие средства для посуды «Миф», «Fairy», «AOS» имеют щелочную и слабощелочную среду и при их применении необходимо использовать резиновые перчатки для защиты кожи рук от негативного воздействия, так как щелочная среда разрушает кислотную мантию эпидермиса;

Самодельные индикаторы из природного сырья можно применять на уроках химии в сельских школах, если существует проблема обеспечения школы химическими индикаторами.

Список литературы

Аликберова Л.Ю. Занимательная химия. – М.: АСТ-ПРЕСС, 2002.

Аликберова Л.Ю. Занимательная химия. Книга для учащихся, учителей и родителей. – М.: АСТ-ПРЕСС, 1999.

Оганесян Э.Т. Руководство по химии для поступающих в вузы. – М.: Высшая школа, 1998.

Савина Л.А. Я познаю мир. Детская энциклопедия. Химия. – М.: АСТ, 1996.

Новый энциклопедический словарь. – М.: Большая Российская энциклопедия. Ринол Классик, 2000.

Энциклопедический словарь юного химика. – М.: Педагогика, 1982.

Степин Б.Д., Аликберова Л.Ю. Занимательные задания и эффектные опыты по химии. – М.: Дрофа, 2002.

Интернет-ресурсы.

Приложение

Растения – природные индикаторы

Цветок мальвы Крушина

Черноплодная рябина Малина

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная школа № 22»

с. Кневичи Артемовского городского округа

Проектная работа

Индикаторы вокруг нас

Выполнила: Козлова Ксения

ученица 8 «А» класса

Руководитель: Клёц Елена Павловна

учитель химии и биологии

Артем, 2018

Содержание

Введение - - - - - - - - - - 3

1. Литературный обзор. - - - - - - - 4

1.1. История открытия индикаторов- - - - - - 4

1.2. Индикаторы в природе- - - - - - - 5

1.3. Индикаторы на уроках химии - - - - - 6

2. Материалы и методы - - - - - - - - 8

2.1. Эксперимент в школьной лаборатории- - - - - 8

2.2. Обработка результатов - - - - - - 9

Выводы - - - - - - - - - - 10

Заключение - - - - - - - - - 10

Список литературы - - - - - - - 11

Введение

Индикаторы широко используют в химии, в том числе и в школе. Любой школьник, скажет, что такое фенолфталеин, лакмус или метилоранж.

Индикатор – прибор, устройство, вещество, отображающее изменения какого-либо параметра контролируемого процесса или состояния объекта. При добавлении того или иного индикатора в кислотную или щелочную среду, растворы меняют свою окраску. Поэтому индикаторы используются для определения реакции среды (кислая, щелочная или нейтральная). Ещё нам рассказали, что соки ярко окрашенных ягод, плодов и цветков обладают свойствами кислотно-основных индикаторов, т. к. тоже изменяют свою окраску при изменении кислотности среды.

Меня заинтересовал вопрос: соки каких растений могут использоваться в качестве индикаторов? Можно ли приготовить растворы растительных индикаторов самостоятельно? Пригодны ли самодельные индикаторы для использования в домашних условиях, например, для определения среды продуктов питания?

Актуальность темы: привлечение интереса школьников к популяризации органической химии посредством простых и безопасных опытов.

Цель работы : Получить природные индикаторы из окружающих природных материалов. Изучить их свойства на примере использования в качестве индикаторов.

Задачи:

Изучить литературу об индикаторах;

Ознакомиться с их открытием и выполняемыми функциями;

Научиться выделять индикаторы из природных объектов;

Исследовать действие природных индикаторов в различных средах.

1. Литературный обзор

1.1 История открытия индикаторов

Впервые вещества, меняющие свой цвет в зависимости от среды, обнаружил в XVII веке английский химик и физик Роберт Бойль. Он провел тысячи опытов. Вот один из них.

В лаборатории горели свечи, в ретортах что-то кипело, когда некстати зашел садовник. Он принес корзину с фиалками. Бойль очень любил цветы, но предстояло начать опыт. Он взял несколько цветков, понюхал и положил их на стол. Опыт начался, открыли колбу, из нее повалил едкий пар. Когда же опыт кончился, Бойль случайно взглянул 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. Ученый велел приготовить помощнику растворы, в каждый опустили по цветку. В некоторых стаканах цветы немедленно начали краснеть. Наконец, ученый понял, что цвет фиалок зависит от того, какие вещества содержатся в растворе [ 1 ].

Бойль начал готовить настои из других растений: целебных трав, древесной коры, корней растений и др. Однако, самым интересным оказался фиолетовый настой, полученный из лакмусового лишайника. Кислоты изменяли его цвет на красный, а щелочи на синий.

Бойль распорядился пропитать этим настоем бумагу и затем высушить ее. Так была создана первая лакмусовая бумага, которая имеется в любой химической лаборатории. Таким образом было открыто одно из первых веществ, которое Бойль уже тогда назвал « индикатором».

Роберт Бойль приготовил водный раствор лакмусового лишайника для своих опытов. Склянка, в которой он хранил настой, понадобилась для соляной кислоты. Вылив настой, Бойль наполнил склянку кислотой и с удивлением обнаружил, что кислота покраснела. Заинтересовавшись этим явлением, Бойль на пробу добавил несколько капель к водному раствору гидроксида натрия и обнаружил, что в щелочной среде лакмус синеет. Так был открыт первый индикатор для обнаружения кислот и щелочей, названный по имени лишайника лакмусом. С тех пор этот индикатор является одним из незаменимых индикаторов в различных исследованиях в области химии [ 2 ].

1.2 Индикаторы в природе

Царство растений поражает многообразием красок. Цветовая палитра разнообразна и определяется химическим составом клеточного содержимого каждого растения, в состав которого входят пигменты. Пигменты – это органические соединения, присутствующие в клетках и тканях растений и окрашивающие их. Расположены пигменты в хромопластах. Известно более 150 видов пигментов.

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 или смородины . Наоборот, в кислоте те же "реактивы" примут розово-красный цвет. Растительные кислотно-основные индикаторы здесь - красящие вещества по имени антоцианы . Именно антоцианы придают разнообразные оттенки розового, красного, голубого и лилового многим цветам и плодам.

Красящее вещество свеклы бетаин в щелочной среде обесцвечивается, а в кислой - краснеет. Вот почему такой аппетитный цвет у борща с квашеной капустой .

Растения с повышенной концентрацией антоцианов популярны в ландшафтном дизайне.

Каротиноиды (от латинского слова «морковь») – это природные пигменты от желтого до красно-оранжевого цвета, синтезируемые высшими растениями, грибами, губками, кораллами. Каротиноиды представляют собой полиненасыщенные соединения, в большинстве случаев содержат в молекуле 40 атомов углерода. Эти вещества неустойчивы на свету, при нагревании, при действии кислот и щелочей. Из растительных материалов каротиноиды могут быть выделены экстракцией органических растворителей.

Естественные красители содержатся и в цветках, и в плодах, и в корневищах растений.

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

1.3 Индикаторы на уроках химии

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 и метилоранж .

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.

Лакмус - порошок черного цвета. Растворим в воде, 95 % спирте, ацетоне, ледяной уксусной кислоте. Переход окраски раствора от красной к синей .

В лабораторных условиях могут использоваться и менее распространенные индикаторы: метилвиолет, метиловый красный, тимолфталеин. Большинство индикаторов используются только в узком диапазоне рН, но существуют и универсальные индикаторы, не теряющие свойств при любых значениях показателя водорода [ ].

2. Материалы и методы

2.1 Эксперимент в школьной лаборатории

Для проведения исследовательской работы я использовала красный лук и его шелуху, ягоды вишни, клюквы, свеклу и цветную капусту .

Для приготовления растительных индикаторов небольшое количество сырья каждого образца я измельчила в ступке , переместила в пробирку, залила 12 мл воды и прокипятила в течение 1-2 минут. Полученные отвары были охлаждены и профильтрованы (рис. 1) .

Получив таким образом растворы индикаторов, я проверила, какую окраску они имеют в разных средах.

Для получения раствора с кислой средой использовалась лимонная кислота, а с щелочной – питьевая сода.

Приготовленные растворы проверили на кислотность среды с помощью универсального индикатора, сравнив их показатели с показателями соляной кислоты и раствора щелочи (рис. 2).

Эти растворы я перелила в пробирки для дальнейшего эксперимента. Для удобства пробирки я разделила по цвету: с розовой маркировкой – раствор соды, с желтой маркировкой – раствор лимонной кислоты. С помощью пипетк и я добавляла в растворы по несколько капель самодельного индикатора .

2.2 Обработка результатов

Результаты этих опытов представлены в таблиц е .

Таблица 1. Результаты

Сырье для приготовления индикатора

Естественный цвет индикатора

Окраска в кислой среде

Окраска в щелочной среде

Шелуха красного лука

красный

коричнево-зеленый

Красный лук

бесцветный

светло-розовый

светло-желтый

Свекла

ярко-красный

темно-красный

Цветная капуста

бесцветный

светло-розовый

бесцветный

Клюква

ярко-красный

темно-синий

Вишня

темно-красный

ярко-красный

фиолетовый

Лучший результат был получен с отваром клюквы, вишни, шелухи красного лука (рис. 3)

Выводы

Получили природные индикаторы из окружающих природных материалов;

Изучили их свойства на примере использования в качестве индикаторов;

Изучили литературу об индикаторах;

Заключение

Проведя научно-исследовательскую работу, я пришла к следующим выводам:

многие природные растения обладают свойствами индикаторов, способных изменять свою окраску в зависимости от среды, в которую они попадают;

для изготовления растворов растительных индикаторов можно использовать следующее природное сырье: ягоды вишни , клюквы , цветную капусту, свеклу, красный лук и его шелуху ;

самодельные индикаторы из природного сырья можно применять на уроках химии в сельских школах, если существует проблема обеспечения школы химическими индикаторами.

Это исследование необходимо продолжить летом, когда много цветущих растений. Ярко окрашенные цветы содержат много различных пигментов, которые могут быть индикаторами и использоваться в качестве красителей.

Список литературы

1. Ветчинский К.М. Растительный индикатор.М.: Просвещение, 2002. – 256с.

2. Вронский В.А. Растительный индикатор. - СПб.: Паритет, 2002. – 253с.

3. Степин Б. Д., Аликберова Л. Ю. Занимательные задания и эффектные опыты по химии. – М.: Дрофа, 2002

4. Штремплер Г.И. Домашняя лаборатория. (Химия на досуге). - М., Просвещение, Учебная литература.- 1996.

5. http://www.alhimik.ru/teleclass/glava5/gl-5-5.shtml

6. fb.ru/article/276377/chto -takoe -indikator -v -himii -opredelenie -primeryi- printsip -deystviya