Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Методологический паспорт

1. Теоретическая часть

§1. Индикаторы

§2 Универсальный индикатор

§3. Растительные индикаторы

§4. Среда растворов и водородный показатель

§5. Метод экстракции

2. Экспериментальная часть

§1. Создание калибровочной шкалы

§2. Получение экстракта сока капусты

§3. Проверка универсальности сока краснокочанной капусты и создание калибровочной шкалы

Выводы

Список литературы и интернет-ресурсов



Методологический паспорт

индикатор раствор водородный экстракция

В лабораторной практике невозможно обойтись без индикаторов, которые помогают установить среду растворов, а также индикаторы широко используются в быту. Многие эксперименты требуют точности измерения рН. Практически все индикаторы получают из растений, но не все из них универсальны, то есть не могут точно определить силу кислоты или основания.

Проблема: получить экстракт краснокочанной капусты, установить возможность использования этого сока в качестве универсального индикатора, то есть способность показывать среду раствора с точностью до одной рН единицы.

Цель работы: решение данной проблемы.

Объект исследования: растительные индикаторы.

Предмет исследования: процесс получения индикатора из сока краснокочанной капусты и проверка его универсальности.

Гипотеза: если я изучу и проанализирую научную литературу об индикаторах, а также проведу эксперименты с экстрактом сока краснокочанной капусты, то смогу доказать, что сок капусты является универсальным индикатором.

Задачи:

1) Изучить и проанализировать литературу:

· Индикаторы;

· Универсальный индикатор;

· Растительный индикатор;

· Среда растворов и водородный показатель;

· Метод экстракции.

2) Провести эксперименты:

· Создание калибровочной шкалы для универсального индикатора;

· Получение экстракта сока капусты;

· Проверка универсальности сока краснокочанной капусты и создание калибровочной шкалы.

3. Обобщить теоретические знания и результаты эксперимента.

Методы: анализ, синтез, эксперименты.



1. Теоретическая часть

Индикаторы из школьной лаборатории

§1. Индикаторы

Индикаторы - это органические и не органические соединения, которые способны изменять цвет раствора, показывая его среду. Еще в Древнем Риме и в Древнем Египте были известны красящие вещества, выделенные из растений пигменты. Использовать органические вещества в качестве индикаторов, стали XVII в., когда известный английский ученый Роберт Бойль, исследуя экстракты различных растений, заметил, что настои фиалок, лакмусового лишайника и др. изменяют окраску под действием щелочей и кислот. Уже тогда Бойль назвал эти вещества индикаторами.

Порошок лакмуса

Лакмус

Лакмус -- красящее вещество природного происхождения, один из первых и наиболее широко известных кислотно-основных индикаторов. Сначала лакмус использовали для исследования минеральных вод, затем -- в химических опытах. Добывается лакмус из некоторых видов лишайников. В чистом виде этот индикатор представляет собой тёмный порошок со слабым запахом аммиака. Лакмус хорошо растворим в воде. В кислотных средах лакмус приобретает красную окраску, в щелочных -- синюю. У лакмуса, по сравнению с остальными индикаторами, сравнительно небольшая погрешность в определении среды вещества.

Раствор фенолфталеина до и после добавления

Фенолфталеин

Фенолфталеин -- кислотно-основный индикатор, который в кислотной среде приобретает розовый цвет, а в щелочной - бесцветный. Фенолфталеин бесцветен, не имеет запаха, плохо растворим в воде, используется в качестве лекарственного средства как слабительное.

Порошок метилоранжа



Метиловый оранжевый

Метилоранж (метиловый оранжевый) -- кислотно-основный индикатор, который в кислотной среде приобретает розово-малиновый цвет, в щелочной - жёлтый, а в нейтральной среде -- оранжевый оттенок. При обычных условиях метилоранж представляет собой жёлто-оранжевый порошок. Метиловый оранжевый хорошо растворим в воде, особенно в горячей, но не растворим в этаноле.

§2. Универсальный индикатор

В наше время в химии имеют широкое применение индикаторные бумаги или полосы, пропитанные универсальным индикатором, ведь они удобнее жидких индикатор и гораздо точнее показывают среду раствора, как раз за счет универсального индикатора. Универсальный индикатор -- смесь индикаторов, которая способна изменять свою окраску в широком диапазоне. В растворе сильных кислот, например в серной, соляной или в азотной, полоса имеет красный цвет. В слабых кислотах, в таких как лимонная, уксусная, винная, индикаторная бумага становится розового цвета. А в щёлочи бумажка приобретает синий цвет. Универсальную индикаторную бумагу используют для того, чтобы определить характер кислоты или щёлочи и для определения значений рН.



Индикаторная бумага

§3. Растительные индикаторы

Пигменты -- это органические соединения, которые окрашивают и находятся в клетках растений. Пигменты разделены на три группы:

· Хлорофиллы, определяющие зеленую окраску листьев растений и осуществляющие фотосинтез;

· Каротиноиды, определяющие жёлтую, оранжевую и красную окраску;

· Антоцианы обладают индикаторными свойствами и могут придавать растениям окраску от розовой, красной до синей и тёмно-фиолетовой. Эта группа пигментов определяет практически все цвета окраски растений, поэтому самая многочисленная в растительном царстве, имеет около 10 видов.

Благодаря этим пигментам многие соки и экстракты растений способны изменять свою окраску в зависимости от среды. Такие растения в науке называют растительными индикаторами.



Крапива

Растительными индикаторами являются многие цветы, травы, ягоды и овощи, например, лютик, одуванчик, ромашка; крапива, хвощ полевой, подорожник; чёрная смородина; щавель, свекла и краснокочанная капуста.

Чёрная смородина

Ромашка



§4. Среда растворов и водородный показатель

Определить среду раствора можно с помощью его водородного показателя. Водные растворы могут иметь кислотную, щелочную и нейтральную среду.

Кислотная среда - это среда, в которой число ионов водорода больше числа гидроксид-ионов.

Щелочная среда - это среда, в которой число ионов водорода меньше числа гидроксид-ионов.

Нейтральная среда - это среда, в которой число ионов водорода равно числу гидроксид-ионов.

Для удобства часто среду раствора выражают водородным показателем pH.

Водородный показатель - это величина, которая характеризует содержание ионов водорода в растворе. Соотношение между средой раствора и его водородным показателем можно представить в виде таблицы:

pH	0 1 2 3	4 5 6	7	8 9 10	11 12 13 14
Среда раствора	Сильно-кислотная	Слабо-кислотная	Нейтральная	Слабо-щелочная	Сильно-щелочная

Таким образом:

при pH = 7 среда нейтральная; при рН < 7 среда кислотная;

при pH > 7 среда щелочная.

Значение pH раствора определяют с помощью универсального индикатора.



§5. Метод экстракции

В настоящее время экстракция является основным методом выделения биологически активных веществ (БАВ) из природных растительных источников. Простая экстракция заключается в экстрагирование вещества из раствора. Повторяющееся несколько раз экстракция носит название повторное и/или фракционное экстрагированием. Если происходит непрерывная экстракция, то такой процесс называется перфорация. При использовании противотока процесс называется противоточной перфорацией.

При экстракции происходит распределение вещества между двумя несмешивающимися растворителями, обычно одним из них является вода, вторым - органический растворитель.



2. Экспериментальная часть

§1. Создание калибровочной шкалы

Реактивы:

H₂SO₄; HCl; NH₄OH; Ca(OH)₂; NaOH; Al₂(SO₄)₃; Na₂CO₃; FeCl₃; CuSO₄; BaCl₂; HCOOH; CH₃OOH.

Оборудование:

Универсальная бумага, стеклянная миска, пипетка.

Ход работы:

На каждую бумажку универсального индикатора капаю по капле раствора реактива. Наблюдаю за изменением цвета индикаторной бумаги. Наблюдения представлены в виде таблицы:

Реактив	рН	Характер среды раствора	Цвет
NH4OH	12	Сильная щёлочь
Na2CO3	11	Сильная щёлочь
Ca(OH)2	10	Сильная щёлочь
NaOH	6	Слабая щёлочь
BaCl2	5	Нейтральный
CH3OOH	4	Слабая кислота
Al2(SO4)3	4	Слабая кислота
FeCl3	3	Слабая кислота
HCOOH	2	Слабая кислота
CuSO4	2	Сильная кислота
H2SO4	1	Сильная кислота
HCl	0	Сильная кислота



§2. Получение экстракта сока капусты

Реактивы:

Краснокочанная капуста, вода (80єС).

Оборудование:

Стеклянная банка, колба, чайник.

Ход работы:

1) Нарезаем капусту и кладем в банку.

2) Заливаем капусту водой, нагретой до 80єС.

3) Ждем 10 мин., чтобы экстракция произошла до конца.

4) Полученный экстракт переливаю в колбу. Внешний вид полученного экстракта - раствор голубого цвета.



§3 Проверка универсальности сока краснокочанной капусты и создание калибровочной шкалы

Реактивы:

Экстракт сока краснокочанной капусты, H₂SO₄, HCl, NH₄OH, Ca(OH)₂, NaOH, Al₂(SO₄)₃, Na₂CO₃, FeCl₃, CuSO₄, BaCl₂, HCOOH, CH₃OOH.

Оборудование:

Пробирки, пипетка.

Ход работы:

1) В 13 пронумерованных пробирок наливаем сок краснокочанной капусты.

2) В каждую пробирку добавляю растворы веществ, указанных в таблице.



3) Наблюдения представлены в таблице:

Номер пробирки	Реактив	рН	Цвет сока
1	NH4OH	12
2	Na2CO3	11
3	Ca(OH)2	10
4	NaOH	6
5	BaCl2	5
6	СH3COOH	4
7	Al2(SO4)3	4
8	FeCl3	3
9	HCOOH	2
10	CuSO4	2
11	H2SO4	1
12	HCl	0
13	Сок краснокочанной капусты	-

4) Калибровочная шкала по итогам эксперимента:

рН	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Цвет расвора								-	-	-		-

5) Сравниваю ее со шкалой универсального индикатора:

рН	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Цвет рствора



Выводы

1. Индикаторы - это органические и не органические соединения, которые способны изменять цвет раствора, показывая его среду. Самыми распространенными индикаторами являются лакмус, фенолфталеин и метилоранж, а также растительные индикаторы.

2. Универсальный индикатор -- смесь индикаторов, которая способна изменять свою окраску в широком диапазоне.

3. Определить среду раствора можно с помощью его водородного показателя. Водные растворы могут иметь кислотную, щелочную и нейтральную среду.

4. В настоящее время экстракция является основным методом выделения биологически активных веществ (БАВ) из природных растительных источников.

5. Экстракт сока краснокочанной капусты является универсальным индикатором и способен точно показать среду раствора.



Список литературы и интернет-ресурсов

1) Е. Е. Минченков, А. А. Журин. «Химия 9 класс», 2006г.

2) Е. Е. Минченков, А. А. Журин. «Химия 8 класс», 2006г.

3) Ю. И. Смирнов. «Мир химии», 1995г.

4) Индикаторы:

· https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%BE-%D0%BE%D1%81%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B8%D0%BD%D0%B4%D0%B8%D0%BA%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80%D1%8B

· http://www.club-kulibin.ru/images/materials_issledovat/Nekrasov.pdf

· https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9A%D0%B8%D1%81%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%BE-%D0%BE%D1%81%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%BD%D1%8B%D0%B5_%D0%B8%D0%BD%D0%B4%D0%B8%D0%BA%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80%D1%8B

· https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A4%D0%B5%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D1%84%D1%82%D0%B0%D0%BB%D0%B5%D0%B8%D0%BD

5) Водородный показатель:

· http://raal100.narod.ru/index/0-584

6) Метод экстракции:

· http://chem21.info/info/1669153/

· http://chem21.info/info/1839041/

· http://studopedia.net/11_56854_metodi-ekstragirovaniya.html

Размещено на Allbest.ru

...