Меню
Разработки
Разработки  /  Химия  /  Разное  /  8 класс  /  Растительные индикаторы

Растительные индикаторы

БИОФЛАВОНОИДЫ Семенова Софья Ильинична, 8 класс ГБОУ Школа № 924, г. Москва Екимова Людмила Павловна, учитель химии и биологии Царство растений поражает многообразием красок. Цветовая палитра разнообразна и определяется химическим составом клеточного содержимого каждого растения, в состав которого входят пигменты - биофлавоноиды. Пигменты - красящие вещества, придающие цвет растениям. Растительные пигменты – это крупные органические молекулы, имеющие группировки, ответственные за поглощение света. Пигменты находятся чаще в тех или иных структурных образованиях клетки, реже — в жидкостях организма в растворённом состоянии. Так, хлорофилл сосредоточен в хлоропластах, каротиноиды — в хромо - и хлоропластах, гемоглобин — в эритроцитах, флавоноиды — в клеточном соке растений. Цель: 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: эксперимент, наблюдение, сравнение, анализ. Гипотеза Если растения изменяют цвет в различных средах, то их можно использовать в качестве индикаторов Задачи 1. Приготовить растворы индикаторов, которые бы указывали на присутствие кислоты или основания. 2. Исследовать среды растворов растительными индикаторам. Объект исследования: каркаде, черная смородина, свекла, краснокочанная капуста. Предмет исследования: изучение индикаторов растительного происхождения на основе антоцианов. Индикатор из ягод черной смородины изготавливали следующим образом: растирали в ступке. Растворяли 96% раствором этилового спирта и фильтровали. В качестве индикатора испытывали сок вишни, купленный в магазине. Индикатор из свеклы- терли на мелкой терке и отжимали. Для получения настоя листьев гибискуса, заливали пакетики чая каркаде. Индикатор из листьев краснокочанной капусты, получали просто- шинковали листья, заливали 96% раствором этилового спирта и настаивали, с последующим фильтрованием. Далее мы испытывали следующие образцы растительных индикаторов, на чувствительность в различных средах: кислой, нейтральной и щелочной. Было замечено, что все индикаторы в кислой среде приобретали красный цвет, а щелочной -зеленый. Следующим этапом исследования, было, использование наших индикаторов при кислотно-щелочном титровании. В качестве эталона, нами был использован спиртовой раствор фенолфталеина, в качестве титранта использовали 0,1 нормальный раствор гидроксида натрия, который готовили из фиксанала. Сравнительные результаты показали, что лучшими индикаторами. На кислотно- основное титрование являются экстракты черной смородины, каркаде, вишни, краснокочанной капусты. Сок свеклы оказался менее чувствительным. Для приготовления индикаторной бумаги, фильтровальную бумагу пропитывали 3 раза настоями и подсушивали. Затем проводили калибровку индикаторной бумаги и жидких растворов. Калибрование показало, что наиболее чувствительным является индикатор полученный спиртовой вытяжкой листьев краснокочанной капусты. Исследуемые индикаторы, были получены из доступного растительного сырья и не очень дорого стоят даже в зимнее время и достаточно легко изготавливаются. Индикаторы изготовленные из вишни, смородины долго не хранятся, чай каркаде на третьи сутки покрывается плесенью, сок свеклы обладает не очень чувствителен. Пришли к выводу. Что наиболее чувствительным и долго хранится спиртовой настой листьев краснокочанной капусты.
Показать полностью
19.06.2024

Содержимое разработки

Департамент образования города Москвы

Государственное бюджетное общеобразовательное учреждение города Москвы школа № 924







Исследовательская работа

«Биофлавоноиды»




Выполнили:

Семенова Софья,

обучающаяся 8 Г класса

Руководитель: Екимова Людмила Павловна учитель химии и биологии













Москва, 2024 г.


ОГЛАВЛЕНИЕ


Введение

2

I.

Литературный обзор.

3

1.

Понятие индикатор.

3

2.

Кислотно-основное титрование и индикаторы.

3

3.

Основные типы индикаторов.

5

3.1

Окислительно-восстановительные индикаторы

5

3.2

Кислотно-основные индикаторы

6

3.3

Осадкообразующие (адсорбционные) индикаторы

6

4.

Типы соединений, содержащиеся в различных растениях, которые можно использовать в качестве индикаторов


II.

Параметры процесса

13

1.

Требования предъявляются к индикаторам, применяемым в кислотно-основном титровании. Ценность индикатора

13

2.

Объект исследования:

13

3.

Предмет исследования:

14

4.

Титрование раствора уксусной кислоты, в присутствии индикаторов

20

5.

Калибрование растительных индикаторов.

25

6.

Эффективность технологической схемы.

26


Литература





Введение

Царство растений поражает многообразием красок. Цветовая палитра разнообразна и определяется химическим составом клеточного содержимого каждого растения, в состав которого входят пигменты - биофлавоноиды. Пигменты - красящие вещества, придающие цвет растениям. Растительные пигменты – это крупные органические молекулы, имеющие группировки, ответственные за поглощение света. Пигменты находятся чаще в тех или иных структурных образованиях клетки, реже — в жидкостях организма в растворённом состоянии. Так, хлорофилл сосредоточен в хлоропластах, каротиноиды — в хромо - и хлоропластах, гемоглобин — в эритроцитах, флавоноиды — в клеточном соке растений.

Цель: 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: эксперимент, наблюдение, сравнение, анализ.

Гипотеза

Если растения изменяют цвет в различных средах, то их можно использовать в качестве индикаторов

Задачи

  1. Приготовить растворы индикаторов, которые бы указывали на присутствие кислоты или основания.

  2. Исследовать среды растворов растительными индикаторам.

Объект исследования: каркаде, черная смородина, свекла, краснокочанная капуста.

Предмет исследования: изучение индикаторов растительного происхождения на основе антоцианов.






  1. Литературный обзор.

  1. Понятие индикатор.

Слово индикатор происходит от латинского «indicare», что означает «показывать», «обнаруживать». В аналитической химии данный термин употребляется в довольно четко определенном смысле. При титровании необходимо располагать таким средством, которое указывало бы, что к титруемому веществу добавлено эквивалентное количество титранта. Такое указание можно получить различными путями:

  • это может быть явление, происходящее в конце самого процесса титрования и наблюдаемое визуально;

  • это может быть какое-либо другое изменение в титруемой системе, которое можно обнаружить при помощи физических методов измерения;

  • это может быть изменение, происходящее с каким-либо посторонним веществом в точке эквивалентности, обнаруживаемое органами чувств.

Индикатором в данном случае называется постороннее вещество. Индикаторы можно применять не только для становления конечной точки титрования, но и для количественного (в колориметрии), и качественного анализов. [1, 143]

Все виды титрования основываются на донорно-акцепторных процессах, в которых донорами или акцепторами могут быть как электроны, так и другие частицы, в частности, протон H+. В зависимости от природы обмениваемых при титровании частиц требуются индикаторы различного типа. Сам индикатор часто (хотя и не всегда) представляет собой донорно-акцепторную систему для той же частицы. Поскольку особо важным процессом является протонный обмен, кислотно-основное титрование почти всегда рассматривается как отдельный класс, поэтому кислотно-основные индикаторы также составляют отдельную группу индикаторов. В тех случаях, когда используют термин «индикатор», не давая никакого дополнительного пояснения, всегда имеется в виду кислотно-основной индикатор. Однако существуют и другие типы индикаторов: окислительно-восстановительные индикаторы («редокс»-индикаторы) для тех процессов, в которых происходит обмен электронов, ряд других индикаторов для донорно-акцепторных процессов, в которых обменивающимися частицами являются частицы, отличные от протонов и электронов. [1, 146]

  1. Кислотно-основное титрование и индикаторы.

Кислотно-основное титрование относится к титриметрическим методам анализа, где в качестве аналитической реакции используются реакции нейтрализации. В отличие от окислительно-восстановительных реакций в реакциях нейтрализации не происходит переноса электронов между участниками реакции, а происходит только обмен ионами между реагентами. Поэтому реакции нейтрализации иногда называют реакциями ионного обмена.

Поскольку в процессе кислотно-основного титрования измеряется количество кислоты (концентрация Н+-ионов) иногда этот метод называется протолитометрия (измерение количества протонов). Другие названия метода – ацидиметрия (от англ. acide – кислота), алкалиметрия (от англ. aikaline – щелочь). Всё это одно и то же, т. е. речь идёт об измерении [H+] или [OH-], которые принято выражать как рН и рОН (см. гл. II).

В методах кислотно-основного титрования основной является реакция передачи протона от титранта к титруемому веществу или от титруемого вещества к титранту. Реакции кислотно-основного взаимодействия характеризуются высокой скоростью и протекают строго стехиометрически. В качестве рабочих растворов используют растворы сильных кислот (HCl, H2SO4 и т. д.) концентрации от 0,05 до 1,0 моль/л или сильных оснований (NaOH, KOH, Ba(OH)2 и т. д.) той же концентрации.

рН индикаторы. Наибольшее распространение в практике водного титриметрического анализа получили цветные индикаторы, окраска которых зависит от рН раствора. Первым индикатором, использованным для этой цели, был лакмус, который получали из растительного сырья.

В конце XIX в. практике титриметрического анализа стали применять синтетические индикаторы: сначала фенолфталеин, а затем азокрасители и другие соединения. Использование синтетических индикаторов позволило существенно повысить точность титриметрических методов анализа, так как растительные экстракты, представляющие собой смесь различных природных веществ имели ограниченную устойчивость и не всегда давали воспроизводимые результаты. Из растительных экстрактов до настоящего времени сохранили определённое значение лишь лакмус и куркума.

Изменение цвета индикатора с изменением рН раствора общеизвестно: метиловый оранжевый в килой среде имеет красную окраску, а в щелочной – жёлтую.

По химической природе кислотно-основные индикаторы являются слабыми органическими кислотами или основаниями, частично диссоциирующими в растворе:

HInd = H+ + Ind-

(4.1)

По теории ионных окрасок Оствальда недиссоциированные молекулы индикатора HInd и аниона Ind- имеют разную окраску. Изменение цвета индикатора при изменении рН эта теория связывает со сдвигом равновесия диссоциации (4.1). С увеличением концентрации ионов водорода равновесие (4.1) сдвигается влево и раствор приобретает окраску HInd, при уменьшении кислотности возрастает концентрация Ind- и окраска раствора изменяется. Если одна из форм индикатора (HInd или Ind-) бесцветна, индикатор называют одноцветным в отличие от двухцветных, у которых окрашены обе формы. У одноцветных индикаторов (например, фенолфталеина) при изменении рН происходит обесцвечивание раствора или появление окраски.

Глаз человека способен установить появление окрашенных частиц, если их содержание будет примерно в 10 раз или более превышать концентрацию других окрашенных частиц в растворе. Это означает применительно к уравнению (4.4), что если отношение [Ind]/[HInd] будет близко к 1/10 и меньше, то цвет раствора будет восприниматься как цвет индикаторной формы HInd. В интервале отношений [Ind-]/[HInd] ≥ 10 до [Ind-]/[HInd] ≤ 0,1 наблюдается промежуточная окраска индикатора. Уравнение (4.4) связывает интервал концентрационного отношения [Ind-]/[HInd] от 10 до 0,1 с интервалом рН.

В кислых и нейтральных растворах фенолфталеин бесцветен (HInd), в щелочной среде он приобретает красный цвет (форма Ind-).

В качестве кислотно-основных индикаторов используются многие другие группы соединений: сульфофталеины (тимоловый синий и др.), трифенилметановые красители (метиловый фиолетовый и др.).

Смешением нескольких индикаторов получают так называемый универсальный индикатор, непрерывно изменяющий свою окраску в широком интервале рН и пригодный для приближённого определения рН в этом интервале.

В качестве кислотно-основных индикаторов могут быть также слабые органические основания. Если В – молекула такого индикатора, то его взаимодействие с протоном будет описываться схемой

В + Н+ = ВН+

(4.6)

Процесс (4.6) характеризуется константой протонирования: КПр

.

Частицы В и ВН+ имеют разную окраску. Для индикатора-основания сохраняются в силе все те соображения, которые были высказаны ранее об индикаторе-кислоте относительно интервала перехода и других свойствах и характеристиках.

  1. Основные типы индикаторов.

Индикаторы классифицируют по типу реакции:

I. Окислительно-восстановительные индикаторы.

II. Индикаторы присоединения ионов:

1) Металлохромные индикаторы.

2) Кислотно-основные индикаторы:

3) Осадкообразующие индикаторы. Адсорбционные индикаторы.

Все индикаторы присоединения ионов в общем смысле имеют одинаковую природу, ион водорода занимает место ионов металла при переходе от металлохромных к кислотно-основным индикаторам, и фактически все индикаторы в некотором роде реагируют на ион водорода. [1, 273]

3.1. Окислительно-восстановительные индикаторы

Окислительно-восстановительные индикаторы— вещества, применяемые для определения точки эквивалентности в окислительно-восстановительных реакциях.

В большинстве случаев такими индикаторами являются органические соединения, проявляющие окислительно-восстановительные свойства, и металлоорганические, в которых по достижению определённого потенциала изменяется степень окисления металла. И в том, и в другом случаях структурные изменения сопровождаются изменением окраски соединения. [3, 57]

Классификация окислительно-восстановительных индикаторов

В зависимости от типа взаимодействия различают индикаторы:

общие — изменяют свою окраску в соответствии с потенциалом и независимо от природы веществ в растворе (например, дифениламин, метиленовый синий);

специфические — реагируют только с определёнными соединениями (крахмал является индикатором на йод, тиоцианат-ионы — на катион Fe3+).

В зависимости от схемы перехода цвета индикаторы делят на:

одноцветные — одна форма имеет цвет, другая — бесцветная;

двухцветные — обе формы имеют собственные цвета. [2, 124]

Требования к применяемым индикаторам

быть хорошо растворимыми в воде, кислотах и других типичных средах для титрования;

быть устойчивыми к действию факторов окружающей среды (света, воздуха), других компонентов в растворе и стабильными при длительном хранении;

окраски окисленной и восстановленной форм должны чётко отличаться;

интервал потенциала, на котором происходит переход между формами, должен быть узким и отвечать скачку на кривой титрования;

окраска должна изменяться быстро, а ответная реакция быть полностью обратимой, не нести влияния посторонних реакций;

изменение цвета раствора в конечной точке титрования должно быть чётким даже при наименьшем количестве добавленного индикатора. [6,67]

3.2. Кислотно-основные индикаторы

Кислотно-основные индикаторы (по-другому их называют pH - индикаторы) — это соединения, изменяющие свою окраску в зависимости от среды, в которой они находятся. Обычно такими веществами являются слабые кислоты либо слабые основания. При растворении в воде они слабо диссоциируют, образуя ионы. [7, 380]

Универсальным индикатором является смесь индикаторов, дающее постепенное изменение окраски в широком диапазоне изменений pH. Если в раствор прилить несколько капель универсального индикатора, то по окрашиванию раствора можно приблизительно определить его pH. [4, 52]

3.3. Осадкообразующие (адсорбционные) индикаторы

Адсорбционные индикаторы - это вещества, адсорбция или десорбция которых осадком при осадительном титровании сопровождается изменением окраски около точки эквивалентности.

Индикаторы этого типа - органические соединения, которые в точке эквивалентности адсорбируются осадком и окрашивают его, а до точки эквивалентности - не адсорбируются. Пример их использования - определение хлорид-ионов по методу Фаянса-Фишера-Ходакова прямым титрованием стандартным раствором нитрата серебра в присутствии адсорбционного индикатора – флуоресциина. До точки эквивалентности неоттитрованные хлорид-ионы препятствуют адсорбции ионов индикатора на поверхности осадка хлорида серебра, и раствор имеет желто-зеленый цвет индикатора. Белый осадок хлорида серебра вследствие окраски раствора также выглядит желтым. После достижения точки эквивалентности практически все хлорид-ионы оказываются оттитрованными, и ионы индикатора начинают адсорбироваться осадком, образуя красно-розовый адсорбционный комплекс. Таким образом, после точки эквивалентности происходит изменение цвета осадка хлорида железа из желтого в красно-розовый. [5, 312]


  1. Типы соединений, содержащиеся в различных растениях, которые можно использовать в качестве индикаторов.

Природа – уникальное творение Вселенной. Царство растений поражает многообразием красок. Цветовая палитра разнообразна и определяется химическим составом клеточного содержимого каждого растения, в состав которого входят пигменты - биофлавоноиды. Пигменты - красящие вещества, придающие цвет растениям. Растительные пигменты – это крупные органические молекулы, имеющие группировки, ответственные за поглощение света. Пигменты находятся чаще в тех или иных структурных образованиях клетки, реже — в жидкостях организма в растворённом состоянии. Так, хлорофилл сосредоточен в хлоропластах, каротиноиды — в хромо - и хлоропластах, гемоглобин — в эритроцитах, флавоноиды — в клеточном соке растений.

Каротиноиды — наиболее распространённый класс биологических пигментов. Они обнаружены у большинства живых существ, в том числе у всех без исключений растений, многих микроорганизмов. Синтезируются бактериями, грибами, водорослями, высшими растениями и коралловыми полипами. Когда хлорофилл исчерпывается в холодное время года, листья приобретают заметную жёлтую или оранжевую окраску за счёт пролонгированного действия пигмента каротиноида. Каротиноиды защищают растения от пагубного действия солнечного света, принимая УФ-излучения солнца на себя, трансформируя в энергию и передавая её хлорофиллу. Каротиноиды включают две основных группы структурно близких веществ: каротины и ксантофиллы. Каротины в основном - это бета-каротин, а ксантофиллы - это окисленные каротины. Каротин. Эмпирическая формула С40H56. Нерастворим в воде, но растворяется в органических растворителях. Содержится в листьях всех растений, а также в корне моркови, плодах шиповника и др. Различают два изомера каротина: α-каротин и β-каротин. β-каротин встречается в жёлтых, оранжевых и зелёных листьях фруктов и овощей.

Ксантофилл— желтый пигмент из группы каротиноидов, имеющий эмпирическую формулу С40Н5602, не растворяется в воде, но хорошо растворяется в спирте; содержится наряду с каротином в хлоропластах и хромопластах.

Хиноны — химические соединения, производные моноциклических или полициклических ароматических углеводородов, в составе которых присутствует ненасыщеный циклический дикетон. Их окраска варьирует от бледно-жёлтой до оранжевой, красной, пурпурной, коричневой и почти чёрной. Обнаружены у многих грибов, лишайников и в некоторых группах беспозвоночных.

Флавоноиды — O-гетероциклические фенольные соединения. В природе синтезируются почти исключительно высшими растениями. В их число входят антоцианы, обуславливающие наиболее яркие цвета растений — красные, пурпурные, синие части цветов и плодов; флавоны, флавонолы, ауроны, халконы определяют жёлтую и оранжевую окраску плодов и листьев. К группе флавоноидов относятся также природные антиоксиданты катехины. Флавоны - обычно находятся в виде своих гликозидов в соке растений, и именно их присутствие обусловливает собой всю гамму желтых оттенков в окраске последних. Флавон представляет собой бесцветные кристаллы, плохо растворяющиеся в воде, но хорошо растворимые во многих органических растворителях. Химическая формула флавона- C₁₅H₁₀O₂.

Красный венгерский перец- источник флавоноидов

Флавонолы- представляют собой класс флавоноидов, которые имеют 3- гидроксифлавоновую главную цепь. Их разнообразие обусловлено различными положениями фенольных групп –ОН.

Ауроны- название происходит от латинского aurum - золото. Ауроны придают растениям золотисто-желтый цвет, присутствующий в окраске цветов некоторых известных садовых растений. В природе ауроны распространены менее широко, чем другие флавоноиды и менее изучены. Молекулы ауронов могут образовывать два изомера, обозначаемые как Е-конфигурация и Z-конфигурация.

В растениях чаще присутствуют Z ауроны, поскольку указанная конфигурация более устойчива. В растениях ауроны служат для защиты от грибковой и бактериальной инфекции, защиты от насекомых-вредителей, тогда как яркая окраска цветов, содержащих ауроны, может использоваться для привлечения насекомых-опылителей.

Халконы- соединения класса флавоноидов с незамкнутым пирановым кольцом. В индивидуальном виде кристаллические вещества жёлтой, оранжевой или оранжево-красной окраски. Встречаются в 9 семействах растений, в различных органах, как в виде агликонов, так и в виде гликозидов. Нередко входят в состав хромофорных комплексов, обусловливающих окраску цветков, к примеру, бутеин, характерный для семейства сложноцветных. Издавна были известны в виде пигментов из цветков сафлора. .


Катехины — органические вещества из группы флавоноидов. Являются сильными антиоксидантами. Больше всего катехинов содержится в белом чае. В больших количествах они обнаружены во многих плодах и ягодах. Являясь сильным антиоксидантом, зелёный чай уменьшает количество свободных радикалов в организме человека, в определённой мере предотвращая возникновение рака.

Фитохром-голубой растительный пигмент белкового строения, контролирует процессы цветения и прорастания семян. Фитохром играет роль «биологических часов» растения, механизм действия пока не изучен. Известно, что строение пигмента меняется в зависимости от светлого и тёмного времени суток, сигнализируя об этом растению. Это вещество регулирует синтез белковых молекул-ДНК и РНК, образование хлорофилла, каротиноидов, антоцианов, органических фосфатов, витаминов. Фитохром связан с клеточными мембранами и встречается практически во всех органах растения.

Антохлор-пигмент жёлтого цвета. Встречается в клетках кожицы лепестков первоцвета, льнянки, жёлтого мака, георгины, в плодах лимонов и других растениях. Антофеин- редко встречающийся пигмент тёмного цвета, содержащийся в клеточном соке некоторых растений (например, в лепестках бобов, в околоцветнике некоторых орхидных) Антоцианы ( pH в вакуолях может варьировать от 4 до 6) Среди пигментов в растительном мире наиболее распространен антоциан. Он принадлежит к безазотистым соединениям, в растворенном состоянии входит в состав клеточного сока.


Антоциан встречается во всех органах растений: проростках, стеблях, листьях, цветках, пыльниках, пыльце, плодах, семенах. В зависимости от реакций, какие он претерпевает в клеточном соке с солями, кислотами, дубильными веществами, он придает различную окраску клеточному соку. 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, способен быстро изменять свой оттенок. Соединения антоциана с кислотами имеют красный или розовый цвет, в нейтральной среде - фиолетовый, а в щелочной - синий. Разнообразие окраски цветков зависит от числа гидроксильных групп в молекулах антоцианов: с их увеличением окраска становится более синей. При метилировании гидроксилов образуется пигмент мальвидин, придающий лепесткам красный цвет. Антоцианы в клетках растений выполняют не только роль вещества, придающего их тканям яркую привлекательную окраску. Оказывается, что эти пигменты, появляющиеся в листьях и стеблях при воздействии пониженных температур, в ранневесенний и осенний периоды служат своего рода "ловушкой" солнечных лучей, избирательно работающим фильтром. Окраска растений полезна и для их защиты от избытка солнечного света. Поэтому в горной местности с увеличением высоты цветки имеют более яркую и плотную окраску. Существуют разнообразные методы извлечения антоциановых пигментов из растительного сырья экстрагентами различной природы: 1. Экстрагирование водой в присутствии лимонной или других минеральных кислот. Экстракцией называется извлечение одного или нескольких комнентов из сложного по составу сырья с помощью растворителя. 2. Выделение антоцианового пигмента спиртовым и водо-спиртовым растворами.

Класс органических веществ

Типы соединений, содержащиеся в различных растениях, которые

потенциально можно использовать в качестве индикаторов

Источник

Каратиноиды

Каротин

Богатым источником каротинов являются морковь, сладкий картофель, тыква, помидоры, грейпфруты, персики, слива, курага, крыжовник, черника.

Ксантофилл

Ксантофиллы наряду с другими каротиноидами являются дополнительными пигментами фотосинтеза и содержатся в основном в листьях растений.

Хиноны

Хиноны

Содержится в растительных маслах, салате, капусте, желтке, злаки, овсянка.

Флавоноиды

Флавоноиды

Большое количество флавоноидов содержится в темных сортах винограда, вишне, гранатах, ежевике, клубнике, крыжовнике, лимоне, малине, облепихе, белой, красной и черной смородине, черешне, чернике, яблоках.

Ауроны

Ауроны это растительные флавоноиды, отвечающие за жёлтую окраску цветков таких как львиный зев и космея[4]. Ауроны состоят из 4'-хлор-2-гидроксиаурона (C15H11O3Cl) и 4'-хлораурона (C15H9O2Cl), которые также обнаружены в бурой глине Spatoglossum variabile[3].


Халконы

Сафлор красильный (жёлтый картамин — 2,4,4’5-тетраоксихалкон-б-гликозид, красный картамон — 4,4'-диокси-4’6,7-хинохалкон-6-гликозид).

Катехины

Они содержатся в темном шоколаде, яблоках, абрикосах, вишне, сливе, землянике, смородине, малине, шпинате, брокколи и многих других продуктах питания.

Фитохром- голубой

Фитохром- голубой

голубой растительный пигмент белкового строения, контролирует процессы цветения и прорастания семян. У одних растений ускоряя цветение, у других — задерживая.

Антоциан

Антоциан

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. Красная окраска — у маков, роз, герани, синяя — у васильков, голубая — у колокольчиков обусловлена наличием пигмента антоциана. Плоды винограда, слив, терна, краснокочанной капусты, свеклы окрашены антоцианом. Считается, что антоциан защищает растения от низких температур, от вредного воздействия солнечного цвета на цитоплазму.

Вывод: анализ литературы привел к выводу, что лучшими вещества, которые легко меняют свою окраску это антоцианы. Поэтому, в своем исследовании нами использованию вишня, смородина, свекла, чай каркаде.

Параметры процесса.

  1. Требования предъявляются к индикаторам, применяемым в кислотно-основном титровании. Ценность индикатора.

Для фиксации точки стехиометричности в кислотно-основном титровании используют:

Инструментальные способы (потенциометрическое титрование).

Индикаторные способы.

Кислотно-основные (рН – индикаторы, цветные индикаторы) - органические кислоты или основания, изменяющие свою окраску при нейтрализации кислоты или основания в точке стехиометричности или вблизи нее.

Требования, предъявляемые к ним:

Изменение окраски индикатора должно проходить в узком интервале рН.

Окраска должна изменяться резко и близи точки стехиометричности.

Окраска должна быть интенсивной.

Изменение окраски должно быть обратимым.

Количество рабочего раствора, изменяющего окраску индикатора, должно быть небольшим, чтобы не искажались результаты анализа.

  1. Титрование раствора уксусной кислоты, в присутствии индикаторов Приготовление растительных индикаторов и исследование их свойств

Для приготовления растительных индикаторов выбрали следующие методы:

    1. Приготовление индикаторов из ягодного сахарного сиропа и свежих ягод.

Цель: приготовление вытяжки антоцианов.

Оборудование:сироп чёрной смородины; свежие ягоды -смородина, сок вишни, свеклы дистиллированная вода, спирт, пробирка, фильтровальная бумага, фильтр.

Ход опыта: а) Берут сахарный сироп из 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. 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.

    1. Приготовление индикатора из листьев краснокочанной капусты.

Цель: приготовление вытяжки антоцианов.

Оборудование: листья краснокочанной капусты, дистиллированная вода; пробирка, фильтровальная бумага, фильтр, спиртовка, колба.

Ход опыта: листья краснокочанной капусты, измельчаем и помещаем в колбу и заливали этиловым спиртом. Антоцианы свободно выходят из клеток, окрашивают раствор. Затем раствор охлаждают и отфильтровывают через бумажный фильтр в чистую пробирку.

Вывод: цвет раствора убеждает в том, что антоцианы - водорастворимые пигменты.

    1. Экспериментальное подтверждение индикаторных свойств отвара листьев краснокочанной капусты, сока вишни, настоя смородины, сока свеклы, чая каркаде.

Цель: доказать, что цвет пигментов зависит от рН среды.

Ход опыта: 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.

Объект исследования

Среда

кислая

нейтральная

щелочная

1.

Каркаде

2.

Черная смородина

3.

Вишня

4.

Свекла

5

Краснокочанная капуста

Вывод: все испытуемые растения обладает индикаторными свойствами.

    1. Кислотно-основное титрование с полученными индикаторами.

Титрование 0,1 молярным раствором гидроксида натрия- титрант, 0,1 молярного раствора уксусной кислоты- аналит, в присутствии полученных индикаторов. Раствор гидроксида натрия готовили по фиксаналу. Каждый образец титровали 3 раза, потом рассчитывали средний объем гидроксида натрия.

      1. Титрование 0,1 молярным раствором гидроксида натрия 0,1 молярного раствора уксусной кислоты, в присутствии настоя чая каркаде.

Индикатор

Объем уксусной кислоты, мл

Средний объем 0,1 Н NaOH раствора, мл

Расчетная концентрация уксусной кислоты

Каркаде

2

1.4

0,07


      1. Титрование 0,1 молярным раствором гидроксида натрия 0,1 молярного раствора уксусной кислоты, в присутствии настоя ягод смородины черной.

Индикатор

Объем уксусной кислоты, мл

Средний объем 0,1 Н NaOH раствора, мл

Расчетная концентрация уксусной кислоты

Настой ягод смородины черной

2

1.8

0,09


      1. Титрование 0,1 молярным раствором гидроксида натрия 0,1 молярного раствора уксусной кислоты, в присутствии сока свёклы.

        Индикатор

        Объем уксусной кислоты, мл

        Средний объем 0,1 Н NaOH раствора, мл

        Расчетная концентрация уксусной кислоты

        Сок свёклы

        2

        3.3

        0,165

      2. Титрование 0,1 молярным раствором гидроксида натрия 0,1 молярного раствора уксусной кислоты, в присутствии сока вишни.

        Индикатор

        Объем уксусной кислоты, мл

        Средний объем 0,1 Н NaOH раствора, мл

        Расчетная концентрация уксусной кислоты

        Сок вишни

        2

        1,7

        0.085

      3. Титрование 0,1 молярным раствором гидроксида натрия 0,1 молярного раствора уксусной кислоты, в присутствии спиртового настоя краснокочанной капусты.

Индикатор

Объем уксусной кислоты, мл

Средний объем 0,1 Н NaOH раствора, мл

Расчетная концентрация уксусной кислоты

Спиртовой настой листьев краснокочанной капусты

2

1,8

0,09


      1. Титрование 0,1 молярным раствором гидроксида натрия 0,1 молярного раствора уксусной кислоты, в присутствии спиртового раствора фенолфталеина

Индикатор

Объем уксусной кислоты, мл

Средний объем 0,1 Н NaOH раствора, мл

Расчетная концентрация уксусной кислоты

Спиртовой раствор фенолфталеина

2

1,9

0,095


  1. Калибрование растительных индикаторов.


Изменение цвета растворов кислот и солей в присутствии спиртового настоя краснокочанной капусты.

Изменение цвета растворов кислот и солей в присутствии настоя смородины черной.

Изменение цвета растворов кислот и солей в присутствии настоя чая каркаде.

Изменение цвета растворов кислот и солей в присутствии сока свёклы.


Изменение цвета растворов кислот и солей в присутствии сока вишни

6. Эффективность технологической схемы. Коммерческая доступность.


Сырье

Масса, г

Получено сока, л

Длительности процесса получения индикатора

Стоимости готового продукта с учётом затрат на все дополнительные

реактивы и оборудование

1.

Вишня

1000

0.6

10 минут

430 р

2.

Смородина

1000

0.8

10 -15 минут

1000 р,

3.

Каркаде



2-3 минуты, настоять пакетик в кипятке

Пакетики хранятся долго, отвар начинает портится через 24 часа

4.

Свёкла

1000

0.250

20-30 минут

40 р

5.

Краснокочанная капуста

1000

1000

Нашинковать – 10 минут, настоять 30 минт

43 р + 240 р водка=283 р


Сырье

Безопасность процесса получения и применения индикаторов

Эффективность получаемых растительных индикаторов по сравнению с

классическими синтетическими индикаторами кислотно-основного

титрования

Длительность хранения и использования растительных индикаторов


Возможные варианты использования отходов получения

индикаторов из растительного сырья.

1.

Вишня

безопасен

Хорошо работает только в щелочных средах

долго не хранится, начинается процесс брожения

Изготовление пастилы, вина, изготовление пектинов

2.

Смородина

безопасен

Хорошо работает в щелочных средах

долго не хранится, начинается процесс брожения

Изготовление пастилы, вина, изготовление пектинов

3.

Каркаде

безопасен

Хорошо работает в щелочных средах

долго не хранится, начинается процесс зарастания поверхности грибами.

плюс дешевый и быстро готовится

Изготовление кубиков льда и применение в косметологии

4.

Свёкла

безопасен

Хорошо работает в щелочных средах

Самый не чувствительный из всех испытуемых индикаторов. Плюс- дешевый, минус- осторожно надо работать при приготовлении сока

Жмых свёклы представляет собой свекольную стружку, из которой отжата большая часть жидкости.. Жмых можно использовать для приготовления отдельных блюд, таких как свекольные шарики, оладьи, запеканки. Продукт можно добавлять в супы, соусы, овощные салаты. Жмых свёклы иногда используют для приготовления оригинальной выпечки. Свежую свекольную стружку допустимо добавлять в овощные и сливочные коктейли, смузи.

5.

Краснокочанная капуста

безопасен

Отлично работает во всех средах

Самый чувствительный растительный индикатор. Быстро готовится и долго хранится в виде спиртового раствора.

Капустный квас.

заморозить и применять для приготовления щей.



–Предложите варианты масштабирования и улучшения предложенной вами технологии

На наш взгляд лучшим индикатором является спиртовой раствор антоциана краснокочанной капусты, хранится достаточно долго и работает качественно. Переход цветов четкий и можно использовать для определения рН растворов.



Литература.

1.Бишоп Э. Индикаторы. В 2-х т. Т. 1. / Э. Бишоп. – М.: Мир, 1976. – 483 с

2. Бишоп Э. Индикаторы. В 2-х т. Т. 2. / Э. Бишоп. – М.: Мир, 1976. – 437 с

3. Васильев В.П. Аналитическая химия. В 2 кн. Кн. 1: Титриметрические и гравиметрический методы анализа: учеб. для студ. вузов, обучающихся по химико-технол. спец. / В.П. Васильев. – М.: Дрофа, 2005. – 336 с.

4. Домина Н.Г. Аналитическая химия. Химические методы анализа. Учебное пособие / Н.Г. Домина и др.– Барнаул: Типография АлтГТУ, 2010. – 176 с.

5. Золотов Ю.А. Основы аналитической химии. В 2 кн .; Кн. 2. Методы химического анализа / Ю.А. Золотов, Е.Н. Дорохова, В.И. Фадеева.– М.: Высшая школа, 2002. – 461 с.

6. Манахова С.В. Основы количественного анализа: учеб. пособие / С.В. Манахова, Н.В. Шкаева. – Архангельск: Северный (Арктический) федеральный университет, 2010. – 128 с.

7. Фримантл М. Химия в действии. В 2-х ч. Ч. 1: Пер. с англ. Учебное пособие / М. Фримантл. — М.: Мир, 1998 — 528 с.

Отто М. Современные методы аналитической химии. В 2-х томах.; Том I. / М. Отто. — М.: Техносфера, 2003. — 416 с.




33


-80%
Курсы повышения квалификации

Современные педагогические технологии в образовательном процессе

Продолжительность 72 часа
Документ: Удостоверение о повышении квалификации
4000 руб.
800 руб.
Подробнее
Скачать разработку
Сохранить у себя:
Растительные индикаторы (2.54 MB)

Комментарии 0

Чтобы добавить комментарий зарегистрируйтесь или на сайт