Исследовательская работа на тему «Использование антоциана, как природного индикатора для определения среды растворов, используемых в быту»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение

«Средняя школа №1»

Индивидуальный итоговый проект

на тему «Использование антоциана, как природного индикатора для определения среды растворов, используемых в быту»

Выполнил: ______________,

обучающийся 8а класс

Руководитель: Деревенчук

Лариса Викторовна,

учитель химии

высшей квалификационной категории

г. Новый Уренгой

Содержание

Введение……………………………………………………………………..….3

1.Теоретическая часть………………………………………………………….4-5

1.1. Природные красители……………………………………………………..4-5

2. Практическая часть…………………………………………………………..6

2.1. Получение природных индикаторов……………………………………...6

2.2.Исследование среды растворов, используемых в быту…………………..7

Заключение……………………………………………………………………...8

Список литературы……………………………………………………………..9

Введение.

Данная работа посвящена необычным веществам, которые обладают удивительными свойствами и очень интересны для изучения. Эти вещества называются индикаторами (от английского indicator-указатель). Это сложные органические вещества, которые изменяют свой цвет в зависимости от среды раствора. В быту есть фрукты и овощи, содержащие вещества, из которых можно изготавливать индикаторы: морковь (каротин), свекла (беталаины), клубника (антоциан) и многое другое.

Проблемный вопрос, который ставит перед собой автор работы: возможно ли определить среду растворов, применяемых в быту, используя в качестве индикаторов природные объекты растительного происхождения.

Гипотеза исследования: если вещества, содержащиеся в овощах и фруктах, изменяют цвет в различных средах, то их можно использовать в качестве индикаторов и определять среду растворов.

Цель работы:

Приготовить индикатор из листьев краснокочанной капусты и исследовать изменение окраски антоциана в зависимости от среды растворов.

Задачи:

• Приготовить индикатор в домашних условиях.

• Изучить изменение окраски индикатора (антоциана) в различных средах.

• Исследовать среду в растворах уксуса, соды, мыла.

Методы исследования:

• Теоретические исследования с помощью соответствующей научно-популярной литературы и ресурсов Интернет;

• Экспериментальные исследования изменений окраски приготовленного раствора индикатора в зависимости от среды растворов, применяемых в быту.

• Визуальные наблюдения с последующим выполнением фотографий, записью видео.

Актуальность работы заключается в том, что свойства растительных объектов, содержащиеся в овощах и фруктах, могут быть использованы для определения среды различных растворов, используемых в быту.

Предмет исследования: раствор сока краснокочанной капусты, раствор мыла, раствор уксуса, раствор соды.

1.Теоретическая часть.

1.1. Природные красители.

С развитием химии природные красители стали вытесняться синтетическими. В наши дни насчитывается более 15000 красителей самых различных оттенков принадлежащих к разным классам соединений.

В быту встречаются вещества, природного происхождения, благодаря которым можно изготавливать индикаторы: свекольный сок, морковный сок, ягоды малины и черники и многое другое. Одним из природных красителей является краснокочанная капуста, которая отличается от своих «собратьев» красно-фиолетовой окраской листьев. За красно-фиолетовый цвет отвечает особое вещество - антоциан. 

Антоциан - это природный пигмент из группы флавоноидов, растворенный в клеточном соке растения, придающий окраску от красной до фиолетовой, обладающий полезными свойствами.

В настоящее время научный интерес к изучению пигментов антоцианов продолжает усиливаться, так как они обладают антиоксидантными, противовоспалительными и защитными функциями.

•  Антоцианы – это природные антиоксиданты, они не дают размножаться раковым клеткам!

•  Антоцианы укрепляют стенки сосудов.

•  Антоцианы препятствуют окислению холестерина.

Антоцианы обладают хорошими индикаторными свойствами: в нейтральной среде приобретают фиолетовую окраску, в кислой среде – красный цвет, в щелочной среде – зеленый цвет.

Известно большое количество объектов, богатых антоцианами. Это малина, клубника, земляника, вишня, слива, краснокочанная капуста, черный виноград, свекла, черника, голубика, клюква и многие другие.

В зависимости от кислотности среды (pH) антоцианы могут изменять окраску: красно-фиолетовый антоциан, выделенный из краснокочанной капусты:

Антоцианы придают фиолетовый, синий, коричневый, красный или оранжевый цвета плодам. Такое многообразие объясняется тем, что цвет изменяется в зависимости от баланса кислот и щелочей:

Так как антоцианы обладают хорошими индикаторными свойствами, то их можно применять как индикаторы для распознания кислотной, щелочной или нейтральной среды, как в химии, так и в быту.

2. Практическая часть.

2.1. Получение природных индикаторов.

Оборудование:

Сок краснокочанной капуста, вода (кипяченная), раствор мыла, раствор уксуса, раствор соды, бумага фильтровальная, химические стаканы, ложечка, воронка, коническая колба.

Ход выполнения

• 50г. исследуемого материала (краснокочанная капуста) нарезала на мелкие кусочки, затем залила 200 мл горячей кипяченной водой, так как это приводит к разрушению мембран клеток, и антоцианы свободно выходят из клеток, окрашивая воду. Это и есть кислотно-щелочной индикатор растительной природы (антоциан).

• Полученный раствор охладила

• С помощью бумажного фильтра провожу фильтрование, отделяя капусту от ее раствора.

• Перелила полученный фильтрат в колбу.

• С целью предотвращения от порчи в полученный фильтрат добавила спирт в соотношении 2:1

2.2. Исследование среды растворов, используемых в быту

Чтобы узнать, как отвар служит индикатором на ту или иную среду, и как изменяется его цвет, надо провести испытание. Кислым раствором служил столовый уксус, щелочным - раствор пищевой соды, нейтральным - раствор шампуня «Чистая Линия».

• Небольшое количество растворов столового уксуса, пищевой соды, шампуня «Чистая линия» прилила в отдельные чистые колбы.

• Добавила приготовленный индикатор из краснокочанной капусты (антоциан) поочередно в кислый, щелочной и нейтральный растворы.

Результаты опытов:

• В кислой среде раствор антоциана стал красным

• В щелочной среде раствор антоциана стал синим,

• В нейтральной среде раствор антоциана стал фиолетовым.

Считаю, что полученный мной индикатор имеет преимущества перед синтетическими, потому что он дешёвый и доступный, но у него есть и существенные недостатки. Основной недостаток природного индикатора – их сезонность и невозможность заготовить впрок: растворы довольно быстро скисают или плесневеют, теряют свои свойства. Другой, но не такой существенный недостаток – слишком медленное, постепенное изменение цвета при добавлении кислоты к щелочному раствору или наоборот. К тому же, трудно бывает отличить, например, нейтральную среду от слабокислой или слабощелочную от сильнощелочной. Поэтому в химических лабораториях используют синтетические индикаторы, резко меняющие свой цвет уже при небольшом изменении кислотности.

Заключение.

В результате исследования получено представление о приготовлении индикатора из краснокочанной капусты, действующим веществом которого является вещество антоциан, об окраске среды данного индикатора в разных средах растворов, применяемых в быту, косметологии.

Я доказала, что в домашних условиях можно приготовить индикатор из объекта растительного происхождения (краснокочанной капусты).

Получен ответ на проблемный вопрос, который ставился перед началом выполнения исследования: спиртовая вытяжка листьев краснокочанной капусты может использоваться как кислотно-основный индикатор.

Гипотеза исследования подтвердилась: вещества, содержащиеся в овощах и фруктах, и изменяющие цвет в различных средах, можно использовать в качестве индикаторов и определять среду растворов.

Цель работы достигнута: теоретическим и экспериментальным методами освоена методика, на основе которой приготовлен индикатор (действующее вещество антоциан) из растительного сырья, с помощью которого исследованы среды растворов уксуса, пищевой соды, шампуня «Чистая линия».

В процессе выполнения исследования решены следующие задачи:

• В источниках информации найдены определения и описания индикаторов растительного происхождения, содержащие в т.ч. антоциан.

• Выяснено, что для самостоятельного изготовления индикатора удачно подходят листья краснокочанной капусты.

• В ходе работы проведено экспериментальное исследование некоторых сред растворов, используемых в быту с помощью самостоятельно приготовленного индикатора с выполнением фотографий.

• Как итог выполнения исследования создана мультимедийная презентация по исследуемой теме, которую можно использовать как дополнительный материал на уроках химии, внеурочной деятельности.

Список литературы.

1. «Индикаторы у нас дома», материал с Инфоурока https://infourok.ru/issledovatelskaya-rabota-po-himii-na-temu-indikatori-u-nas-doma-469096.html 20.02.2021

2. «Секрет красного цвета капусты», Материал из Википедии — свободной энциклопедии http://telo-v-delo.ru/zdorovoe-pitanie/kapusta-krasnokochannaya/ 24.02.2021

3. «Что такое индикатор?», Материал из Википедии — свободной энциклопедии

https://ru.wikipedia.org/wiki 25.02.2021