Тема: «Изучение свойств природных индикаторов, содержащихся в растениях»
|
|
Скачать 381.31 Kb.
|
|
IV Межрегиональный интернет-конкурс для школьников «Химия настоящего и будущего» Тема: «Изучение свойств природных индикаторов, содержащихся в растениях». Автор: Нестерова Ангелина учащаяся 10 «Б» класса ГБОУ СОШ № 7 г.о. Новокуйбышевска. Научный руководитель: Глотова Наталья Михайловна учитель химии первой категории ГБОУ ООШ № 6 2012г. Оглавление стр. 1. Введение……………………………………………………………………………………………3 2. Теоретическая часть……………………………………………………………………………….5 2.1. Индикаторы. Общие понятия. Классификация…………………………………………………5 2.2. Кислотно – основные индикаторы. История их открытия…………………………………….6 2.3. Растительные пигменты………………………………………………………………………….7 2.4. Антоцианы и их свойства………………………………………………………………………..8 2.5. Роль антоцианов в жизни растений……………………………………………………………..9 2.6 Применение и биохимическая роль природных индикаторов…………………………………11 2.6.1. Применение природных индикаторов в медицине…………………………………………..11 2.6.2. Применение природных индикаторов в народном хозяйстве и быту……………………...12 3. Практическая часть………………………………………………………………………………...14 3.1. Методика изготовления индикаторов…………………………………………………………14 3.2. Приготовление растительных индикаторов и исследование их свойств……………………14 3.3. Определение рН среды средств бытовой химии и косметических средств…………………17 3.4 Метод нанесения надписей на лепестки цветов………………………………………………..17 Заключение……………………………………………………………………………………………19 Список используемой литературы…………………………………………………………………..20 Приложения…………………………………………………………………………………………..21 Приложение 1. Кислотно – основные индикаторы……………………………………………….21 Приложение 2. Растительные пигменты…………………………………………………………...22 Приложение 3. Весовые соотношения природного сырья и воды для приготовления индикаторов………………………………………………………………………..23 Приложение 4. Применение природных индикаторов……………………………………………24 Приложение 5. Изменение окраски природных индикаторов в разных средах………………….25 Приложение 6. Реакция среды косметико-гигиенических, моющих и других средств. Способы удаления пятен растительного происхождения………………………..26 Приложение 7. Фотоиллюстрации к экспериментам………………………………………………27 1. Введение. Многие наблюдали такую картину. Дети с аппетитом едят вкусные и сочные фрукты, роняя капли сока на одежду. Они и не подозревают, сколько забот и хлопот создают своим мамам и бабушкам. Еще бы: ведь растительные пятна, где присутствуют все краски живой природы так непросто отстирать! Вот и со мной случилась такая же история. Этим летом мне подарили красивую футболку, а я её испачкала соком вишни. Что бы не огорчать маму, я решила это пятно вывести. Что я только не делала: терла его хозяйственным мылом и стирала с порошком. По совету бабушки протирала ваткой с уксусной кислотой, а потом нашатырным спиртом, но ничего не помогало. К моему удивлению пятно становилось то ярко красным, то фиолетовым, то синим. Это мне напомнило урок химии, когда мы исследовали различные вещества с помощью индикаторов. Индикаторы (от латинского indicate-указывать) - это вещества, которые изменяют свой цвет в зависимости от среды раствора. Значит в плодах растений, листьях и цветах содержатся природные красители (пигменты), которые под действием щелочных растворов меняют свой цвет на синий или фиолетовый, а от действия кислот становятся красными. Возникает вопрос – что это за природные индикаторы, которые содержатся в плодах и ягодах? И какими свойствами они обладают? Поэтому, тема моей исследовательской работы – «Изучение свойств природных индикаторов, содержащихся в растениях». А цель её - доказать наличие природных индикаторов в разных частях растений и изучить их свойства. Для достижения цели исследования были поставлены следующие задачи:
Актуальность темы данной работы заключается в том, что в настоящее время возрос интерес к растениям в связи с их применением в различных областях науки, таких как химия, биология, экология и медицина. Например, по окраске растений и её интенсивности экологи определяют наличие вредных веществ в атмосферном воздухе и почве. Информацию, полученную в этой работе можно использовать как на уроках химии, так и на уроках биологи. Эта работа полезна и в узко прикладном направлении, например в домашнем хозяйстве и на даче, когда потребуется привести в порядок одежду или определить кислотность почвы на участке, что определяет урожайность плодов и ягод. В качестве объекта исследования были взяты цветы, плоды и ягоды растений, обладающие индикаторными свойствами, а предмет исследования: растворы растительных индикаторов. Гипотеза исследования: растения обладают индикаторными свойствами, которые можно использовать в различных сферах. Для достижения поставленной цели были использованы следующие методы исследования: анализ, сравнение, химический эксперимент. Нужную информацию я находила в книгах, периодических изданиях, интернате. Следует отметить, что данная тема широко освещена, поэтому была проведена большая работа, связанная с отбором и систематизацией информации. Несомненная новизна работы, как можно судить по доступным источникам в том, что в ходе экспериментов мною найден метод нанесения надписей на лепестки цветов, основываясь на индикаторных свойствах антоцианов. Как мне кажется, эта работа способствует развитию у учащихся любознательности, наблюдательности и приобретению практических навыков проведения наблюдений, исследованию и обобщению информации для обоснования конечных выводов. ^ 2.1 Индикаторы. Общие понятия. Классификация. Существует несколько определений понятия «индикатор», но во всех определениях индикаторы представлены как вещества, которые меняют цвет в зависимости от того, попали они в кислую, щелочную или нейтральную среду. Так же как и определений индикаторов, существует несколько их классификаций. В химической энциклопедии рассмотрены индикаторы кислотно-основные, окислительно-восстановительные, комплексонометрические, адсорбционные, изотопные, люминесцентные. Индикаторы всех этих шести групп информируют химиков о том, как далеко зашли изменения в реакционной системе. Некоторые из них даже начинают светиться под действием произошедших в растворе изменений. Индикаторы действуют безотказно и отличаются большой чувствительностью [7]. Рассмотрим определения некоторых индикаторов. Адсорбционные индикаторы - вещества, способные адсорбироваться на поверхности осадка и менять при этом окраску или интенсивность люминесценции. Изотопные индикаторы - вещества, имеющие в своем составе химический элемент с изотопным составом, отличающимся от природного. Комплексонометрические индикаторы - вещества, образующие с ионами металлов окрашенные комплексы, по цвету отличающиеся от самих индикаторов. Люминесцентные индикаторы - вещества, способные люминесцировать или тушить люминесценцию при изменении концентрации ионов водорода в растворе. Окислительно - восстановительные индикаторы - вещества, способные изменять окраску в зависимости от окислительно-восстановительного потенциала раствора. Кислотно – основные индикаторы - растворимые органические соединения, которые меняют свой цвет или люминесценцию в зависимости от концентрации ионов Н+ (рН среды). Такие индикаторы резко изменяют свой цвет в достаточно узких границах рН [7]. Универсальные индикаторы – это смесь нескольких индивидуальных индикаторов, подобранных так, что их раствор поочередно меняет окраску, проходя все цвета радуги при изменении кислотности раствора в широком диапазоне рН. pH - водородный показатель. Это понятие, ввёл датский химик Сёренсен для точной числовой характеристики среды раствора и предложил математическое выражение для его определения: рН = -lg [H+]. Характер среды имеет большое значение в химических и биологических процессах, в зависимости от типа среды эти процессы могут протекать с различными скоростями и в разных направлениях. Поэтому во многих случаях важно как можно более точно определять среду раствора. Существует нейтральная среда – рН = 7, рН < 7 – кислотная, при рН > 7 – щелочная [5]. Среду исследуемого раствора можно приблизительно определить по окраске индикаторов. Рассмотрим кислотно-основные индикаторы более подробно, так как именно к ним относятся природные индикаторы. ^ Кислотно-основные индикаторы применяется для установления конца реакции между кислотами и основаниями, или других реакций, если в них участвуют ионы Н+, а также для колориметрического определения рН водных растворов. Причина изменения цвета индикатора в том, что присоединение или отдача протонов его молекулами связаны с заменой одних хромофорных групп другими или с появлением новых хромофорных групп [7]. Наиболее важные кислотно – основные индикаторы приведены в таблице (приложение 1). Вероятно, самым древним кислотно-основным индикатором является лакмус. Лакмус был известен уже в Древнем Египте и Древнем Риме. Лакмус (от гол. lakmoes) - красящее вещество, добываемое из некоторых видов лишайников. Фактически природный лакмус представляет собой сложную смесь. Его основными компонентами являются: азолитмин (C9H10NO5) и эритролитмин (С13H22O6) [10]. Лакмус в древности использовали в качестве фиолетовой краски, но со временем, рецепт его приготовления был утерян. В 1640 ботаники описали гелиотроп (Heliotropium Turnesole) – 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, который в кислой среде был красным, а в щелочной – синим. В 1667 году знаменитый химик и физик Роберт Бойль предложил пропитывать фильтровальную бумагу отваром тропического лишайника – лакмуса, а также отварами фиалок и васильков, и таким образом положил начало применению индикаторной (лакмусовой) бумаги [8]. Цвет растений определяется химическим составом клеточного содержимого каждого растения (пигментом). Следовательно, индикаторы можно найти среди природных объектов. Пигменты многих растений способны менять цвет в зависимости от кислотности клеточного сока. Поэтому, пигменты являются индикаторами, которые можно применить для исследования кислотности растворов. ^ - органические соединения, присутствующие в клетках и тканях растений и окрашивающие их. Расположены пигменты в хлоропластах и хромопластах. В растительном мире известно около 2 тысяч пигментов. Наиболее стойкими, являются 150. Некоторые из них представлены в таблице (приложение 2). Накапливаются пигменты главным образом в корнях, цветках, кожуре плодов и в листьях растений. Общее название растительных пигментов - биофлавоноиды. Это фенольные соединения, продукты жизнедеятельности растений. Большинство хорошо растворимы в воде, не растворимы в этиловом эфире, хлороформе и бензоле. Особенно богаты ими листья чая, цветы и листья гречихи, софоры японской, плоды цитрусовых, шиповника и черноплодной рябины (эти растения служат сырьем для производства медицинских препаратов). Значительные количества содержатся также в красном перце, черной смородине, землянике, малине, вишне, облепихе, некоторых сортах яблок, слив и винограда. Многие биофлавоноиды придают окраску цветам и плодам растений [9]. Все пигменты можно разделить на три группы — хлорофиллы, каротиноиды, антоцианы. Хлорофилл определяет зеленую окраску листьев. Без этого изумрудного пигмента невозможна жизнь на планете, так как он осуществляет фотосинтез. Спутниками хлорофилла являются каротиноиды, которые определяют желтое, оранжевое и красное окрашивание. Так, желтые зерна кукурузы, оранжевая кожура мандарина, красные плоды шиповника своей окраской обязаны каротиноидам. Третья группа пигментов — антоцианы, которые определяют практически все краски растений — от оранжевой и красной до синей [4]. Особый интерес представляют пигменты третьей группы – антоцианы, которые обладают хорошими индикаторными свойствами. ^ А  нтоцианы (от греч. ánthos — цвет и kýаnos — лазоревый) – это одни из самых распространённых пигментов в растительном царстве. Группа антоцианов наиболее многочисленна и насчитывает около 10 видов. Известно большое количество природных объектов, богатых антоцианами. Это анютины глазки, малина, вишня, земляника, краснокочанная капуста, черника, клюква, клубника, черный виноград и многие другие. Они образуются в процессах гидролиза крахмала и по своему происхождению являются безазотистыми соединениями, близким к глюкозидам - соединениям сахара с неуглеводной частью. В основе их строения находится структура:С  троение антоцианов установлено в 1913 немецким биохимиком Р. Вильштеттером, первый химический синтез осуществлен в 1928 английским химиком Р. Робинсоном.Антоцианы придают тканям растений фиолетовую, синюю, красную, оранжевую и другие окраски. Эта окраска нередко зависит от рН клеточного содержимого, и потому может меняться при созревании плодов, отцветании цветков — процессах, сопровождающихся закислением клеточного содержимого [3]. При этом окраска растений изменяется от зелёных до красных и синих цветов. Антоцианы хорошо растворимы в воде и присутствуют в соке вакуолей. Диапазон цветов изменяется благодаря наличию в растениях в основном трёх моделей антоцианов, различных между собой числом гидроксильных групп: пеларгонидин (красный), цианидин (фиолетовый) и дельфинидин (синий). Пеларгонидин, цианидин и дельфинидин - пирилиевые соли, которые образуются при нагревании с разбавленными кислотами или в результате действия некоторых ферментов. Они придают цвет тканям растений, цветам, плодам. Цвет и строение антацианов зависят от рН среды. Красный пеларгонидин содержится в цветках герани (Geranium roseum), плодах земляники (Fragaria ananassa), корнеплодах редиса (Raphanus sativus). Цианидин находится в цветках тюльпанов (Tulipa x hybrida), васильков (Centaurea cyanus), плодах черной смородины (Ribes nigra), ежевики (Rubus caesius). А дельфинидин определяет окраску цветков гиацинта (Hyacinthus orientalis), плодов баклажана (Solarium melongena), граната (Punica granatum). Вариации в пропорциях этих пигментов в растениях дают разную окраску [4]. В зависимости от кислотности (рН) среды сока вакуолей, антоциан придаёт ту или иную окраску. В кислой среде он обычно имеет красные тона, например, у герани, гортензии, фиалок. В щелочной эти растения приобретают сине-голубые тона. Если же к синему или фиолетовому раствору антоциана прибавить кислоту, раствор снова станет розовым. Опытным путём это легко проверить на растениях, подбирая в качестве подкормок те или иные микроэлементы, изменяющие кислотность жидкости вакуолей. Если к нейтральному раствору антоциана добавить очень слабый щелочной раствор - получается голубое окрашивание, при более концентрированном растворе щелочи окрашивание перейдёт в жёлто-зелёное [11]. ^  Антоцианы содержатся почти во всех растительных тканях в самых разных частях растений: в лепестках, плодах, листьях. Они обычно окрашивают цветки и плоды в фиолетовыйц Зональная пеларгония сорт «Мирка» вет. В листьях антоцианы замаскированы хлорофиллом и проявляются лишь при его разрушении. Этим и объясняется красный, желтый и оранжевый цвет осенней листвы. На цвет антоцианов влияет не только кислотность среды, но и её элементный состав. Например, для проявления синего цвета необходимо наличие в клетках растения комплексного соединения антоцианов с магнием, алюминием, оловом, а также белками и сахарами. Разнообразие антоциановых окрасок растений определяется внутренними биохимическими процессами и сочетанием различных антоцианов и их производных. Поэтому в соцветиях медуницы лекарственной можно одновременно найти полураспустившиеся цветки с розоватым венчиком, расцветшие - пурпуровой окраски и уже отцветающие - синего цвета. Это обусловлено тем, что в бутонах клеточный сок имеет кислую реакцию, которая по мере распускания цветков переходит в нейтральную, а потом и в щелочную. Подобные изменения окраски лепестков наблюдаются у многих растений, например у герани. Изменение цвета лепестков герани по мере старения можно объяснить индикаторными свойствами антоцианов. Схема строения растительной клетки: 1 - цитоплазма, 2 - ядро схроматином, 3 - митохондрии, 4 - хлоропласты, 5 - хромопласты, 6 – крахмальныезёрна, 7 - аппарат Гольджи, 8 - эндоплазматическая сеть, 9 - вакуоли с включениями, 10 - клеточная стенка, 11 - срединная пластинка. К  леточный сок растения, в котором растворён пигмент, имеет кислую среду, а цитоплазма –щелочную. Вакуоли с клеточным соком отделены от цитоплазмы мембраной, которая обычно непроницаема для антоцианов. Однако с возрастом в мембране возникают дефекты, и в результате пигмент начинает проникать из вакуолей в цитоплазму. А поскольку среда здесь иная, меняется окраска цветков.Усиленное образование антоцианов в клетках растения происходит при снижениях температур окружающей среды, при остановках синтеза хлорофилла, при интенсивном освещении УФ-лучами. Поэтому больше всего антоцианов накапливают растения в местностях с суровыми климатическими условиями. Считается, что антоциан защищает растения от низких температур и от вредного воздействия солнечного цвета на цитоплазму [1]. Несомненно, яркая окраска цветков и плодов играет большую роль в привлечении насекомых-опылителей и в распространении плодов. ^ Свойства природных индикаторов имеют широкое применение (приложение 4). 2.6.1 Применение природных индикаторов в медицине. Данные последних лет свидетельствуют, что красящие вещества растений обладают многообразными лечебными эффектами и благотворно влияние на организм человека. Антоцианы имеют огромное биохимическое значение. Они являются мощными антиоксидантами, которые сильнее в 50 раз витамина С. Образуя комплексы с радиоактивными элементами которые губительно действуют на наш организм, антоцианы способствуют быстрому выведению их из организмов. Таким образом, антоцианы являются гарантами долгой и здоровой жизни клеток, а значит, продлевают и нашу жизнь. Они оказывают защитное действие на сосуды, уменьшая их ломкость, помогают снизить уровень сахара в крови, улучшают память. 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 обладают уникальными свойствами – подавляют рост опухолей. Так, например недавние исследования показали, что употребление антоцианов в пищу помогает сократить риск заболевания раком пищевода и прямой кишки. Приготовленные из растений, содержащих антоцианы, водные и подкисленные настои в течение нескольких часов уничтожали бактерии дизентерии и брюшного тифа. Антоцианы помогают предотвратить развитие катаракты и в целом оказывают благоприятное воздействие на весь организм. Поэтому овощи и фрукты ярких цветов считаются полезными для организма.
Кроме медицины антоцианы также используются и в других областях народного хозяйства. Например, в сельском хозяйстве, для оценке химического состава почвы, степени её плодородия, при разведке полезных ископаемых. Добавив в антоциановый раствор горсть земли, можно сделать заключение о ее кислотности, так как на одной и той же почве в зависимости от ее кислотности один вид растений может давать высокий урожай, а другие будут угнетенными. Или взять хотя бы всем известный картофель. Он имеет различную окраску кожуры, глазков, проростков и мякоти: белую, желтую, розовую, красную, синюю, темно-фиолетовую и даже черную. Различие окраски картофеля зависит от содержащихся в нем пигментов: белая - от бесцветных лейкоантоцианов или катехинов, желтая - от флавонов и флавоноидов, красная и фиолетовая - от антоцианов. Окрашенные клубни картофеля, как правило, богаче необходимыми для нашего организма веществами. Так, например, клубни с желтой мякотью имеют повышенное содержание жира, каротиноидов, рибофлавина и комплекса флавоноидов. За счет способности антоцианов менять свою окраску можно наблюдать изменение цвета клубней картофеля в зависимости от применения минеральных удобрений и ядохимикатов. При внесении фосфорных удобрений картофель становиться белым, сульфат калия придаёт розовый цвет. Окраска клубней меняется под влиянием ядохимикатов, содержащих медь, железо, серу, фосфор и другие элементы [13]. Такими свойствами обладают и другие растения содержащие природные индикаторы. Что позволяет оценить экологическую обстановку. При экологическом мониторинге загрязнений, использование растений содержащих природные индикаторы часто дает более ценную информацию, чем оценка загрязнения приборами. К тому же такой способ мониторинга состояния окружающей среды проще и экономичнее [4]. Окраска антоцианов связанна с показателем рН среды. При рН < 6 окраска карминово-красная, 6 — фиолетовая, 8 — синяя, 10 — зеленая. Так, розовая гортензия, растущая на щелочных почвах, при подкислении грунта квасцами приобретают голубую окраску. Синие гиацинты, растущие вблизи муравейника, под влиянием паров муравьиной кислоты превращаются в красные [4]. Для садоводов так же важен цвет семян, листьев и стеблей растений. Фиолетовая окраска - является индикатором на содержание в них углеводов - сахарозы, фруктозы и глюкозы, которые обусловливают холодостойкость растений. По этому характерному признаку можно вести предварительный отбор на морозоустойчивость растений, что не маловажно в нашей полосе. Так же антоцианы применяются в косметике, т.к. обладают стабилизирующим эффектом и являются коллагенами и в пищевой промышленности в виде добавки E163 в качестве природных красителей. Они применяются в производстве кондитерских изделий, напитков, йогуртов и других пищевых продуктов. Растительные индикаторы можно использовать и в быту:
^ Для приготовления индикаторов из растительного сырья рекомендуется, использовать окрашенные растения или их части. Выбор растительного материала для приготовления индикаторов неограничен. Существуют различные способов приготовления индикаторов. Некоторые из них мы рассмотрим в данной работе. 1. Индикатор из сока краснокочанной капусты можно получить следующим образом: 40-50 граммов мелко нарезанной капусты залить 25 мл этилового спирта, осторожно прокипятить, отфильтровать – индикатор готов [6]. 2. Индикатор можно готовить не только из свежего сырья, но и из сушённого. Тонко измельчают корни конского щавеля и берут 25 – 30 грамм, заливают 25% водным раствором аммиака (120 – 150 мл). 6 часов настаивают [11]. 3. 50г свежих плодов размельчить в ступке, залить 200мл воды и кипятить в течение 2-3минут. Затем охлаждённый и отфильтрованный раствор разбавить спиртом в соотношении 2:1 с целью предохранения раствора от порчи. Аналогично готовят вытяжки из лепестков цветов. В таблице (приложение 3) указаны соотношение лепестков и воды [2]. 4. Можно использовать сушеные ягоды, получая из них настои: для этого измельченный материал нужно залить водой и дать постоять некоторое время при комнатной температуре. Окрашенный раствор отфильтровать и использовать как индикатор. Многие ягоды сохраняют свои свойства, если их поместить в сахарный сироп. Для приготовления индикаторной бумаги необходимо в приготовленную вытяжку опустить сухую фильтровальную бумагу на 10 – 12 минут, пока красящее вещество не адсорбируется целлюлозой. При необходимости эту процедуру повторяют 2 – 3 раза. Затем бумагу промывают и сушат не допуская попадания яркого свет. Сухую бумагу разрезают и хранят в пакете. ^ Для приготовления растительных индикаторов я выбрала следующие методы: Опыт № 1. Приготовление индикаторов из ягодного сахарного сиропа и свежих ягод. Цель: приготовление вытяжки антоцианов. Оборудование: сахарный сироп из клубники, малины и чёрной смородины; свежие ягоды – клюква, ежевика, вишня; дистиллированная вода, спирт, пробирка, фильтровальная бумага, фильтр. ^ а) Берут сахарный сироп из клубники, малины и чёрной смородины. Добавляют 10 мл воды и настаивают в течении 30 мин. Затем отфильтровывают раствор через бумажный фильтр в чистую пробирку. б) Из свежего сырья индикаторы изготавливают следующим способом. Плоды и ягоды разотрем в чашке с небольшим количеством песка и добавим несколько миллилитров спирта, ацетона или другого растворителя, ведь необходимым условием является экстракция краски данным растворителем. После этого экстракт нейтрализуем мелом, так как сок растений чаще всего кислый. Наблюдение: происходит окрашивание раствора. Вывод: Цвет раствора убеждает в том, что антоцианы – водорастворимые пигменты. ^ . Цель: приготовление вытяжки антоцианов. Оборудование: лепестки цветов (герань, роза), листья краснокочанной капусты, дистиллированная вода; пробирка, фильтровальная бумага, фильтр, спиртовка, колба. ^ Берут красные, синие, фиолетовые лепестки цветков и помещают в колбу. Заливают 25 мл воды и доводят до кипения над пламенем спиртовки. Нагревание выше 700С приводит к разрушению мембран клеток. Антоцианы свободно выходят из клеток, окрашивая воду. Затем раствор охлаждают и отфильтровывают через бумажный фильтр в чистую пробирку. Так же делают вытяжку из листьев краснокочанной капусты. Вывод: Цвет раствора убеждает в том, что антоцианы – водорастворимые пигменты. ^ Цель: показать, что растительные пигменты имеют сложную структуру. Оборудование: фарфоровая чашка, ступка, фильтровальная бумага, скрепка, стакан; мел, песок, ацетон, листья герани и лепестки розы. ^ В фарфоровую чашку помещаем 2г измельчённых листьев герани (липестков розы), небольшое количество мела и песка, растираем до образования однородной смеси, добавляем 10 мл ацетона, перемешиваем и переносим в химический стакан. Затем в экстракт на 2-3 мм опускаем полоску фильтровальной бумаги и закрепляем её при помощи скрепки. Наблюдение: через 30 минут наблюдаем зональное разделение разноокрашенных растительных пигментов на полосе фильтровальной бумаги. Разделение пигментов обусловлено их различной адсорбцией (поглощением в поверхностном слое) на фильтровальной бумаге и неодинаковой растворимостью в растворителе (ацетоне). Вывод: Антоцианы содержаться в плодах, цветах и листьях растений. ^ Цель: доказать, что цвет пигментов зависит от рН среды. Оборудование: отвар листьев краснокочанной капусты, раствор гидроксида калия и серной кислоты, химическая посуда ^ К двум образцам отвара добавляем кислоту и щелочь, третий образец для сравнения. Наблюдение: При добавлении кислоты цвет изменился на красный, при добавлении щёлочи – на зелёный. Вывод: отвар листьев краснокочанной капусты обладает индикаторными свойствами. ^ Цель: определить, влияет ли способ приготовления природных индикаторов на изменения цвета в различных средах. Оборудование: растворы сахарных сиропов чёрной смородины, малины, клубники; отвар лепестков роз; вытяжка из цветков пеларгонии (белая, розовая, малиновая); щёлочь, кислота; пробирки. ^ Во все образцы добавляем кислоту и щёлочь. Наблюдение: Везде происходит изменение цвета образца. В кислой среде на красный или розовый, в щелочной на жёлтый или зелёный . Вывод: способ приготовления природных индикаторов не влияет на их индикаторные способности. Опыт № 6. Исследование чувствительности растворов растительных индикаторов на изменение рН среды. ^ образцы природных индикаторов используемых в предыдущих опытах, сок свежих ягод (клюквы, ежевики, вишни); щёлочь, кислота; пробирки. ^ Во все образцы добавляем кислоту и щёлочь. Наблюдение: Из растительных индикаторов наиболее контрастные изменения получены у клюквы, чёрной смородины, краснокочанной капусты. Вывод: В результате эксперимента я убедилась, что не все вещества обладают ярко выраженными индикаторными свойствами. В то же время растительные индикаторы полученные из клюквы, чёрной смородины, краснокочанной капусты можно с успехом применить для определения слабокислых и слабощелочных растворов в качестве универсальных. Все данные исследования, были внесены в таблицу (приложение 5) ^ Цель: с помощью полученных индикаторов исследовать косметико-гигиенические и моющие средства. Оборудование: образцы моющих и косметико-гигиенические средств; растительные индикаторы (малиновый, клюквенный, черной смородины); пробирки. ^ В образцы моющих и косметических средств добавляем растительный индикатор. Наблюдение: Результаты наблюдений занесены в таблицу (приложение 6). Вывод: При работе с моющими средствами и порошком необходимо применение каких-либо защитных средств (перчаток), так как их сильно - щелочная и сильно-кислая среды разрушают кислотную мантию эпидермиса, оказывая негативное влияние на кожу рук. Крем для рук «Foot works», крем для бритья, а также жидкое мыло «Palmolive» пригодны для использования, так как имеют слабо - кислую реакцию, соответствующую рН кислотной мантии. Жидкое мыло « Океан» полезного влияния на кожу рук не оказывает. ^ При подготовке данной работы на одном из сайтов была найдена информация о том, что некогда было в моде писать приглашения на лепестках цветов, а надпись выполнялась раствором кислоты или щелочи в зависимости от пигмента содержащегося в лепестке цветка и желаемого цвета надписи. Но способа выполнения, таких надписей на цветах, не в одном источнике я не нашла. В ходе эксперимента мною был найден метод нанесения надписей на лепестки цветов. Опыт № 1. Исследование действия щёлочи и кислоты на лепестки растений. ^ лепестки пеларгонии, гидроксид аммония, соляная кислота (конц.) ^ лепестки пеларгонии помещаем в химические стаканы с раствором аммиака и концентрированной соляной кислотой и накрываем стеклянным колпаком. Наблюдение: при действии на лепестки кислот и щелочей происходит постепенное изменение окраски лепестков от краёв к центральной части. Это наблюдение натолкнуло меня на мысль о том, что необходимо нарушить целостность лепестка, как бы имитируя край лепестка, т.е ограниченность в пространстве. Вывод: Надрез, выполненный на лепестке становится как бы его краем. И интенсивность окраски проявляется именно в этом месте лепестка. Такой же эффект возникает и при накалывание надписи или рисунка на цветке. Опыт № 2. Нанесение надписей и рисунков на лепестки цветов. ^ лепестки розы, тюльпан, тонкая игла, кисть для рисования, нашатырный спирт. ^ накалывание рисунка и надписи с помощью тонкой иглы, а затем обработка нашатырным спиртом с помощью тонкой кисти для рисования. Наблюдение: проявление надписи и рисунка, соответственно синим и зелёным цветом по намеченному контуру. Вывод: проявление надписи и рисунка обусловлено тем, что в лепестках цветов находятся растительные индикаторы – антоцианы, которые меняют цвет в кислой и щелочной среде. Заключение. Приступая к работе, я выдвинула предположения о том, что растения обладают индикаторными свойствами, которые можно использовать в различных сферах. Данные, полученные в ходе исследования различных растительных объектов, показали, что в плодах, листья и цветах растений содержатся красители (пигменты), обладающие индикаторными свойствами. В природе таких веществ большое количество. Я определила, что получить растительные индикаторы можно из любого вида сырья (сахарного сиропа, свежих ягод, листьев и цветов растений) в виде отваров, вытяжек и сока. В результате эксперимента я убедилась, что не все вещества обладают ярко выраженными индикаторными свойствами. В то же время растительные индикаторы, полученные из клюквы, чёрной смородины, краснокочанной капусты можно с успехом применять для определения слабокислых и слабощелочных растворов в качестве универсальных. К сожалению, почти у всех природных индикаторов есть серьезный недостаток: их отвары довольно быстро портятся, поэтому чаще используются более устойчивые спиртовые растворы. Положительным моментом является то, что они экологически безопасны, и их можно приготовить и использовать в домашних условиях. Надеюсь, что моя работа привлечёт внимание учащихся, их родителей и педагогов, так как полученная информация может быть использована не только на уроках химии и биологии, но и в узко прикладном направлении, например в домашнем хозяйстве и на даче. Думаю, что моя работа будет способствовать развитию у учащихся любознательности и наблюдательности. Список используемой литературы.
Приложения. Приложение 1^
Приложение 2 Растительные пигменты.
Приложение 3^
Приложение 4 Применение природных индикаторов.  Приложение 5 Изменения окраски природных индикаторов в разных средах.
Приложение 6 Реакция среды косметико-гигиенических, моющих и других средств.
^
Приложение 7 Фотоиллюстрации к экспериментам. О   пыт № 1. Приготовление индикаторов из ягодного сахарного сиропа и свежих ягод.С  ахарный сироп из клубники (№1), чёрной смородины (№2) и малины (№2). Добавляют дистиллированную воду и настаивают. Затем отфильтровывают раствор через бумажный фильтр в чистую пробирку.^ .  Получают отвар из листьев краснокочанной капусты таким образом. Измельчают образец и заливают водой, доводят до кипения над пламенем спиртовки. Нагревание выше 700С приводит к разрушению мембран клеток. Антоцианы свободно выходят из клеток, окрашивая воду. Затем раствор охлаждают и отфильтровывают через бумажный фильтр в чистую пробирку. ^
 №1 №2 Опыт № 4. Экспериментальное подтверждение индикаторных свойств отвара листьев краснокочанной капусты.  №1 Фиолетовый цвет - нейтральная среда №2 Красный цвет - кислая среда №3 Зелёный цвет - щелочная среда ^ А) Исследование вытяжки. А   №1 №2 №3 №1 №2 №3 Пеларгония и соответствующая ей вытяжка.    Розовая Белая Малиновая Зональная пеларгония, сорт «Мирка». №1 Изменение цвета вытяжки в кислой среде. №2 Изменение цвета вытяжки в щелочной среде. Б) Исследование раствора сахарного сиропа.    Р Малины Клубники Чёрной смородины №1 Нейтральная среда. №2 Кислая среда. № 3 Щелочная среда астворы сахарных сиропов В  ) Исследование отвара лепестков розы.   №1 Нейтральная среда. №2 Кислая среда. № 3 Щелочная среда Опыт № 6. Исследование чувствительности растворов растительных индикаторов на изменение рН среды.    Р вишни ежевики клюквы №1 Нейтральная среда. №2 Кислая среда. № 3 Щелочная среда астительные индикаторы, полученные из ^    Определение среды с помощью индикатора из чёрной смородины №1 Нейтральная среда. №2 Кислая среда. Определение среды с помощью малинового индикатора №1 Нейтральная среда. №2 Щелочная среда. Определение среды с помощью клюквенного индикатора №1 Нейтральная среда. №2 Кислая среда.    Определение среды с помощью индикатора из чёрной смородины №1 Нейтральная среда. №2 Слабокислая среда. Достоверность исследования проверим с помощью универсального индикатора. Сравнив его окраску с окраской клюквенного индикатора. Определение среды с помощью индикатора из чёрной смородины №1 Нейтральная среда. №2 Слабощелочная среда. Метод нанесения надписей на лепестки цветов. Опыт № 1. Исследование действия щёлочи и кислоты на лепестки растений.   Влияние на лепестки пеларгонии щелочной и кислой среды. Опыт № 2. Нанесение надписей и рисунков на лепестки цветов.    Надпись на лепестках розы выполненная предлагаемым способом. Цвет надписи – синий. Накалывание с помощью иглы надписи. Обработка надписи нашатырным спиртом.  Рисунок, выполненный предлагаемым способом на лепестках тюльпана. Цвет рисунка – зелёный. |
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Похожие:
База данных защищена авторским правом ©MedZnate 2000-2016
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям
allo, dekanat, ansya, kenam
обратиться к администрации | правообладателям | пользователям