在自然pH指示剂是负责植物,水果或鲜花和一些蔬菜中观察到的着色分子。它们包含称为花色苷的有机化合物家族的绝大部分,它们在自然界中以蓝色,红色和紫色为特征。
因此,如果我们的果实呈红色,则其颜色很可能是由于一组花色苷所致。它们具有分子结构,使它们能够吸收光子,从而反射我们的眼睛接收到的波长并将大脑解释为颜色。当pH值发生变化时,它们的结构会发生变化,因此我们会感知到颜色。
绣球花的颜色根据植物生长土壤的酸度或碱度而变化。资料来源:Pixnio。
绣球花就是一个著名的例子。在富含铝和其他金属阳离子的酸性土壤中,它们呈现出蓝色的花瓣(上图)。随着土壤的酸度被中和或减弱,绣球显示出紫色,最终在基本土壤中呈现出红色或粉红色的花瓣。
我们在水果或花朵中看到的几种颜色对pH的变化很敏感。然而,这种天然着色剂遭受的色移(变化)并不总是有利于在实验室中用作酸碱指示剂。
染料提取
使用自然指标的好处是可以使用简单的材料和成分进行家庭安全实验。首先,必须通过使用溶剂除去着色剂。这可以是水或酒精。
所述提取的目的是获得一种彩色溶液,通过添加日常产品可以改变其pH。
有很多方法可以获取它。其中之一是将水果,花朵,茎等的果皮留在盛有水或酒精的容器中过夜。如果事先将要提取着色剂的材料压碎,则该工艺将具有更好的性能。在研钵中用手粉碎或混合。
另一种更快的方法是将材料放在装有沸水的大锅中半小时。最后,使用筛子或筛子(或滤纸,如果有),我们继续除去残留的固体并保留液体或有色溶液。
然后我们将得到指示剂,该指示剂将受到柠檬酸,醋,碳酸氢钠和清洁剂的影响。这样,可以从酸性pH值(pH <7)到碱性(pH> 7)看到其颜色变化。
天然pH指示剂
姜黄
由于颜色不是由单一的着色剂引起的,而是由十种或多种的混合物引起的,因此应根据其构成的水果或花朵来提及自然指示剂。
因此,我们从姜黄粉开始,姜黄粉的橙色是该蔬菜的特征,并且归因于其姜黄素含量。提取姜黄将产生淡黄色溶液。如果添加醋,它将变成无色,就像添加柠檬酸(来自柠檬汁,百香果等)一样。
同时,如果向其中添加小苏打,洗涤剂或肥皂水,则姜黄溶液将从黄色变为红色。可以在任何厨房或储藏室附近的桌子上进行此实验。
甜菜
甜菜汁(已经过筛)是儿童实验中最著名的自然指标之一。从pH值2到9,它显示红色,随着介质的碱度增加,紫色越来越多。但是,在强碱性介质中,它呈黄色。
因此,甜菜汁将是检测碱度突然增加的良好指示。
紫甘蓝
红甘蓝汁比甜菜汁更广为人知和使用。它的颜色变化更加明显和有用,因此大概由花色苷的更复杂混合物组成。
在中性pH下新鲜制备,具有典型的紫色。如果添加酸,它将变成红色。同时,如果添加了碱,它将变成蓝色(pH = 8),绿色(pH = 9-13),最后变成黄色(pH = 14)。
浆果
一些浆果,例如樱桃,蓝莓,黑莓和葡萄(尽管后者也被认为是水果),其花青素含量使其成为天然的酸碱指示剂。
例如,葡萄汁的行为与甜菜汁或卷心菜汁相似。然而,获得的颜色是不同的并且变化较小。在酸性pH值下,葡萄汁变成橙黄色;而在碱性pH值下,它呈橄榄绿色,随着pH值接近14,颜色会增强。
对于樱桃和黑莓,颜色从红色(酸性)变为蓝色或紫色(碱性)。相比之下,蓝莓中的花青素的行为与紫甘蓝中的相同。两种指示器产生的颜色非常相似,区别在于蓝莓溶液在任何时候都不会变成蓝色。
花瓣
也可以将花瓣压碎以制备其水溶液或醇溶液。例如,玫瑰在中性pH值下会产生无色溶液。但是在酸性介质(pH <4)中,它们会变成粉红色,而在碱性介质(pH> 8)中,它们会变成绿黄色。
另一方面,用芙蓉花瓣制备的溶液保持橙色直到pH达到7,然后在碱性pH值下开始变成深紫色。
可以重复进行实验,并用天竺葵,矮牵牛,牡丹,牵牛花和其他花朵的花瓣进行分析。
洋葱
通过去皮水果或蔬菜的皮肤,可以制备溶液,然后将其重新评估为天然指标。例如,使用洋葱,可获得粉红色调的溶液,在酸性pH值下会加重,而在碱性pH值下会逐渐变为黄绿色。
洋葱的基本溶液不仅具有发绿色的特征,而且无味。他们不再闻起来像洋葱。
同样,您可以使用梨,李子,桃子,苹果和萝卜皮。但是,您得到的指标将不会与紫甘蓝或蓝莓的指标进行比较。
参考文献
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