Индикатор своими руками химия

Кислотность среды определяет повреждающее действие на организмы, слишком кислая или слишком щелочная среда вызывают ожоги кожи или других тканей организма. Повреждение может быть или сразу видимым, или проявиться через некоторое время как ожог. Следовательно, необходимо определять кислотность различных сред, например, мыла, шампуней, кремов для определения возможных повреждений кожи или глаз. Также важно определять кислотность почв для того, чтобы выявлять воздействие на растения и их урожайность.

Кислотность среды определяет такое понятие как рН — отрицательный десятичный логарифм концентрации ионов водорода. Формула выглядит следующим образом:

pH=-lg[H + ]

Чем больше рН, тем меньше кислотность среды и, следовательно, наоборот.

Вода — нейтральна. Как правило, pH чистой воды — 7,0.

Для определения кислотности используют индикаторы. Индикаторы — вещества, изменяющие свою окраску в среде с разной кислотностью. Самые известные индикаторы — это лакмус и промышленные индикаторы. Но можно использовать природные соединения изменяющие окраску в среде с разной кислотностью, это так называемые природные индикаторы.

Получение и использование природных индикаторов
Ложкой или в в блендере разотрите ягоды черники или заварите крепкий чай каркаде, на кружку кипятка возьмите не один пакетик, а 3-4. Если вы использовали ягоды, то полученный сок лучше профильтровать через салфетку или бумажное полотенце, уложенное в воронку. Пропитайте этим раствором бумагу (промокательную) и высушите. Нарежьте полученную индикаторную бумагу на полоски шириной 0,5 -1 см и длиной 4 — 6 см.

Что получили
Самодельную индикаторную бумагу, позволяющую по изменению цвета и интенсивности изменения цвета мгновенно определять кислотность исследуемых образцов.

Для проверки промокните бумагу растворами уксусной кислоты (в кислой среде раствор приобретает красный цвет) и пищевой соды (в щелочной среде раствор приобретает синий цвет) для определения кислотной и щелочной сред и определения работоспособности нашей самодельной индикаторной бумаги.

Ну а теперь, когда все проверено, и известно, что работает, вы можете исследовать, например, разные виды мыла и шампуня. Намочите салфетку и промокните кусочек мыла. Используйте три вида мыла хозяйственное, простое туалетное и мыло с различными модификациями. Влажные салфетки промокните индикаторными бумажками. Отметьте изменение цвета. Теперь вы знаете, за счет чего щиплет глаза шампунь для взрослых и отчего от мыла иногда шелушится кожа.

Методика была воспроизведена в рамках проведения Дня науки в Вятском Государственном Университете на кафедре микробиологии. Дети самостоятельно изготовили индикаторную бумагу и проверили ее работоспособность.

Источник

Химический индикатор своими руками

Какие индикаторы используют химики

В одной из книг о растениях, относящейся к 1633 году, написано: «Если бросить цветы цикория в муравейник, они вскоре станут красными как кровь» ‘. В несколько позднее написанной работе «О ферментации», изданной в 1659 году, говорится, что «голубого цвета настойка фиалок при добавлении серной кислоты становится пурпурного цвета; если теперь добавить несколько капель нашатырного спирта, пурпурный цвет поменяется на зеленый. ».(1)

Рассказывая об индикаторах нельзя не вспомнить о лакмусе. Лакмус – это краситель, полученный из некоторых видов лишайников семейства рочелловых. Он был известен уже в Древнем Египте и Древнем Риме, где его использовали в качестве краски – заменителя дорогостоящего пурпура. Затем рецепт приготовления лакмуса был утерян. Лишь в начале ХIV века во Флоренции вновь была открыта фиолетовая краска орсейль, тождественная лакмусу. Похожее на орсейль красящее вещество было выделено в ХVII веке из гелиотропа – душистого садового растения с темно-лиловыми цветами. Роберт Бойль писал о гелиотропе: «Плоды этого растения дают сок, который при нанесении на бумагу или материю имеет сначала свежий ярко-зеленый цвет, но неожиданно изменяет его на пурпурный. Если материал замочить в воде и отжать, вода окрашивается в винный цвет; такие виды красителя есть у аптекарей, в бакалейных лавках и в других местах, которые служат для окраски желе, или других веществ, кто как хочет.». С того времени орсейль и гелиотроп стали использовать в химических лабораториях. И лишь в 1704 году немецкий ученый М.Валентин назвал эту краску лакмусом. Химический состав его сложен. Важнейшее индикаторное соединение, которое содержится в количестве 4-5 % — азолитмин. Интервал перехода лакмуса находится в пределах от рН 4,5 до рН 8,3. Окраска изменяется с красной на синюю.

В некоторых странах краску, схожую с лакмусом , добывали из других растений. Простейшим примером служит свекольный сок, который также изменяет цвет в зависимости от кислотности среды.

С развитием химии число кислотно – основных индикаторов неуклонно росло и индикаторы растительного происхождения постепенно уступили место индикаторам химического синтеза. В 1871 году немецким ученым Адольфом Байером (1835-1917) был введен в практику кислотно-основной индикатор фенолфталеин (рис.1). В кислой и нейтральной среде этот индикатор бесцветный, а в щелочной среде он имеет малиновую окраску.

В ХIХ веке научились создавать более прочные и дешевые синтетические красители. В настоящее время их известно несколько сотен. В 1877 году П. Гриссом был открыт метилоранж (рис.2) В кислой среде он красный, в нейтральной – оранжевый, а в щелочной – желтый. Более яркая окраска свойственна индикатору тимоловому синему: в кислой среде он малиново-красный, в нейтральной – желтый, а в щелочной – синий. В зависимости от кислотности среды изменяет окраску и краситель бриллиантовый зеленый (его раствор используют как дезинфицирующее средство). Для того чтобы проверить это, надо приготовить разбавленный раствор бриллиантового зеленого: налить в пробирку несколько миллилитров воды и добавить в нее одну, две капли аптечного препарата. Раствор приобретет красивый зелено-голубой цвет. В сильно-кислой среде его окраска изменится на желтый, а в сильнощелочной — раствор обесцветится.(5)

Появление синтетических индикаторов дало толчок и к использованию лучших растительных экстрактов, которые были известны в прошлые времена (например, экстракт краснокочанной капусты еще Фарадей считал пригодным для использования в качестве индикатора). Свойства наиболее известных растительных индикаторов приведены в приложении в таблице 1.

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

Приготовление индикаторов

Для приготовления индикаторов из растительного сырья рекомендуется, прежде всего использовать окрашенные растения или их части. Известно также, что не дают изменения окраски в зависимости от среды желтые пигменты.

В литературе мне встретилось несколько способов приготовления индикаторов.(2,3,4) Знаменитый индикатор из сока краснокочанной капусты можно получить следующим образом: 40-50 граммов мелко нарезанной капусты залить 25 мл этилового спирта или водки, осторожно прокипятить, отфильтровать – индикатор готов.(2) Для получения индикатора из корней конского щавеля можно использовать высушенные корни. Их тонко измельчают, отвешивают 25 – 30 грамм и заливают 25% водным раствором аммиака (120 -150 мл). через 6 часов в вытяжку опускают сухую фильтровальную бумагу на 10 -12 минут, пока красящее вещество не адсорбируется целлюлозой. Затем бумагу промывают и сушат. Сухую бумагу розового цвета разрезают на ленточки и хранят в пакетиках.(4)

В домашних условиях удобно использовать вытяжки, которые готовят следующим образом: 50г плодов натереть на тёрке, 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. Чтобы приготовить индикаторные бумажки надо полоски фильтровальной бумаги 2-3 раза пропитать вытяжкой из растений.(3)

Выбор растительного материала для приготовления индикаторов неограничен. 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.

В своей работе мы использовали свежевыжатый сок растений и ягодный сахарный сироп. В качестве контрольного раствора применялся раствор индикатора в воде ( 3 капли сока на 10 мл воды).

Сравнение свойств индикаторов

Сначала мы исследовали индикаторную способность у соков картофеля, моркови, свеклы, клюквы, калины, яблока, репчатого лука, чеснока, а также как контрольные – растворы аптечной настойки бриллиантового зеленого и настойки йода, об индикаторных свойствах которых мы уже знали из литературы. Растительное сырье для приготовления индикаторов было собрано на садовом участке и в пригородном лесу. Для создания разной среды мы в своих первых экспериментах использовали 1% раствор чайной соды, как слабощёлочной, а в качестве кислоты — 1 % раствор лимонной кислоты. Полученные результаты занесены таблицу 2.

В результате эксперимента мы убедиллись, что не все вещества, из приготовленных нами в домашних условиях, можно использовать как индикаторы. Например, морковный сок нежелательно использовать как индикатор, потому что его изменения незначительны. Соки картофеля и чеснока дают заметные изменения только в кислой среде. В то же время некоторые вещества проявляют ярко выраженные индикаторные свойства. Например, бриллиантовый — зелёный вызывает демонстративные изменения окраски (в кислой среде — травяной зелёный, а в щелочной — бирюзово — синий), что полностью совпало с литературными данными. Из растительных индикаторов наиболее контрастные изменения получены у клюквы: в кислоте – красно-коричневая окраска, в щелочном растворе – сиреневая.

Для дальнейших исследований мы использовали индикаторы, приготовленные из сока репчатого лука, свеклы, фиалки, сиропа калины и черной смородины. Мы сравнили изменение окраски этих индикаторов с литературными данными и получил некоторое расхождение в определении цвета индикаторов из сока лука, черной смородины, калины. Вместо светло – фиолетовой окраски в кислой среде лук давал бесцветный раствор. Черная смородина вместо зеленого в щелочной среде показывала голубую окраску, а калина в той же среде вместо ярко-зеленого давала лимонный цвет. мы предположили, что это может быть связано с различными способами приготовления индикаторных растворов, с порогом чувствительности индикатора, с выбором вещества, используемого для создания определенной среды (таблица 3).

Затем мы исследовали чувствительность индикаторов к изменению среды в растворах с разной концентрацией. Мы взяли соки растений, которые дали наиболее заметные изменения в предыдущих опытах, а также те индикаторы, свойства которых отличались от литературных данных, чтобы испытать их в новых условиях. Так как нам было интересно использование индикаторов в бытовых условия, мы исследовали растворы веществ, встречающихся в доме. Для создания кислой среды мы использовали раствор уксусной кислоты с концентрацией 0,1%, 1%, 2%, 5%, 9%. В качестве щелочных растворов – растворы пищевой соды и строительной извести, концентрация растворов 0,1%, 3%, 1%, 5%, 10%.

Параллельно для сравнения с растительными индикаторами мы использовали индикаторы из школьной лаборатории: фенолфталеин, метилоранж, хромовый темно-синий, метиленовый синий, лакмус красный, метилоранжевая бумага и универсальная индикаторная бумага. Результаты наблюдений представлены в таблицах 4, 5, 6.

Опираясь на показания универсального индикатора мы сделали вывод, что индикаторные свойства зависят не только от самого индикатора, но и от вещества, которое используют в качестве средообразующего. Окраска индикатора проявляется ярче с увеличением концентрации испытуемых растворов. В результате эксперимента мы установили, что метиленовый синий на годится в качестве индикатора для испытуемых растворов, так как не наблюдалось изменение окраски ни в одном из случаев. Соки репчатого лука, свеклы, фиалки, калины, черной смородины, клюквы, которые мы использовали в качестве индикаторов, дают заметное яркое изменение окраски в щелочной среде. В кислой среде наиболее заметные изменения дают клюква и свекла. Как универсальный индикатор можно рекомендовать применение сока черной смородины, клюквы и свеклы, так как эти растворы показывают изменение окраски даже при переходе от слабокислого к слабощелочному раствору.

Исследуя свойства набора индикаторов из школьной лаборатории, мы выяснили, что наиболее ярко проявили индикаторные свойства в выбранных средах универсальная индикаторная бумага, хромовый темно — синий и лакмус красный, которые давали изменения окраски как в слабокислом, так и в слабощелочных растворах различной концентрации.

Источник

Еще один опыт в копилку с домашними индикаторами – куркума

Периодически зависаю на самых разных химических форумах в поисках идей для статей или опытов и вот на днях наткнулась на интересный опыт с домашними индикаторами. Помните, уже было достаточно много статей на эту тему?

Индикаторы из растений типа отвара гибискуса, сока смородины, красной капусты и т.д. В строке поиска под шапкой блога можно ввести «индикатор» и появятся ссылки на все статьи, где упоминаются индикаторы.

И вот еще одна идея, из чего можно самостоятельно сделать индикатор – из обычной куркумы.

Причем, хорошо этот индикатор работает в щелочной среде, кислая – так себе. Для примера я взяла стандартные вещества, которые можно найти дома: порошок для прочистки труб «Крот» (гидроксид натрия, щелочь), аптечный раствор аммиака, уксусную эссенцию и пищевую лимонную кислоту. «Крот» и лимонную кислоту растворила в небольшом количестве воды.

Сухой порошок куркумы также растворила в воде (чайная ложка на половину стакана воды) и отфильтровала от крупной взвеси через слой ваты.
Таким образом, вот что мы имеем в начале:

А вот что получилось:

Щелочные растворы (аммиак и гидроксид натрия) стали яркими оранжево-красными, уксус и лимонная кислота приобрели желтовато-зеленоватый цвет. Вот поближе, чтобы было хорошо видно.

В общем, до чего только люди не додумаются! Кстати, можно делать не только водный раствор этого самодельного индикатора, но и спиртовой.

P.S. А я сейчас подсела на лекции Вячеслава Альбертовича Дубынина по химии мозга. Настолько интересно, что не оторваться. На ютубе выложен целый цикл лекций по этой тематике и много других. Кому интересно – посмотрите, не пожалеете Также очень интересна лекция «Мозг и еда» — два часа полезной информации и великолепного настроения!

KidsChemistry теперь есть и в социальных сетях. Присоединяйтесь прямо сейчас! Google+ , В контакте , Одноклассники , Facebook , Twitter

Источник

Индикатор своими руками химия

рН-индикаторы своими руками

Водородный показатель рН