Woda Destylowana i Wywar z Czerwonej Kapusty jako Wskaźnik pH
- Szczegóły
W laboratorium chemicy używają gotowych pasków lakmusowych (wskaźników pH), które mogą zmienić kolor, aby zbadać, czy dana ciecz jest kwasem. Jednym z częściej spotykanych w laboratoriach wskaźników pH pozostaje lakmus. W przeciwieństwie do syntetycznych indykatorów, nie jest jednym związkiem lecz mieszaniną barwników. Ponadto lakmus to produkt naturalny otrzymywany z niektórych porostów.
Jest w użyciu już od XIV w., jako niebieski barwnik do tkanin. Stosowany jest do produkcji papierków lakmusowych: naturalnych (w kolorze jasnofioletowym, nasyconych roztworem samego lakmusu), czerwonych do wykrywania zasad (lakmus wstępnie potraktowany kwasem) oraz niebieskich - służących do stwierdzenia obecności kwasów (lakmus zmieszany z zasadą). W zależności od źródła pochodzenia, preparaty lakmusu wykazują nieco inne zabarwienie, przyjmowane w środowisku o tym samym pH. Taka właśnie zmienność naturalnych produktów, czasem trudna do przewidzenia, była jednym z impulsów rozwoju chemii.
Mimo obfitości różnego rodzaju laboratoryjnych wskaźników, czasem wystarczy skorzystać z substancji obecnych w naszym otoczeniu: lesie, ogrodzie czy też kuchni. Liczne produkty naturalne zmieniają barwę pod wpływem kwasów lub zasad. Niestety, nie mamy niczego takiego w domu. Ale możemy wykonać własne narzędzia do testów, używając soku z czerwonej kapusty.
Jak przygotować wskaźnik pH z czerwonej kapusty?
Czyli - czerwona kapusta. W celu otrzymania roztworu wskaźnika kroimy na drobne skrawki 2-3 liście, wkładamy je do małego rondelka, zalewamy połową szklanki wody, przykrywamy pokrywką i stawiamy naczynie na kuchence. Po zagotowaniu, przez ok. 10 minut utrzymujemy wrzenie cieczy na małym ogniu. Gotowy wywar zlewamy do słoika i czekamy, aż ostygnie. Roztwór przechowujemy w lodówce. Metoda może się wydać Czytelnikom mało "laboratoryjna", nic zatem nie stoi na przeszkodzie, aby użyć zlewki przykrytej szkiełkiem zegarkowym zamiast rondelka.
Użycie soku z czerwonej kapusty jako wskaźnika pH
Teraz możesz przetestować, jakie kolory może przybierać sok z czerwonej kapusty. Potrzebny Ci będzie oddzielny słoik na każdy płyn, który chcesz zbadać. Połóż kawałek papieru przed każdym słoikiem i ponumeruj je. Przygotuj płyny, które będziesz mógł przetestować. Do doświadczenia bierzemy roztwory o różnym pH, sporządzone w ubiegłym miesiącu do zbadania zmian kolorów oranżu metylowego. Po dodaniu do probówek z roztworami soku z kapusty, możemy podziwiać paletę barw naszego indykatora. Kolory zmieniają się od jasnoczerwonego w środowisku silnie kwaśnym, poprzez ciemnoczerwony i niebieski (odczyn słabo kwaśny, obojętny i słabo zasadowy) do zielonego w środowisku alkalicznym. W stężonych zasadach kolor staje się żółty, ale barwnik w tych warunkach ulega zniszczeniu.
Przeczytaj także: Gdzie kupić wodę destylowaną?
W roztworze kwaśnym sok barwi się jasnoczerwono, w obojętnym jest jasnofioletowy, a w zasadowym - zielony. Również w tym przypadku silna zasada powoduje rozkład barwnika - ciecz w probówce zabarwia się na żółto. Substancje, które zmieniają kolor to antocyjany. Zmienność barw wyciągu z czerwonej kapusty jest doprawdy imponująca - prawdziwy wskaźnik uniwersalny!
Wykorzystajmy teraz wyciąg z liści czerwonej kapusty do wykonania własnych papierków wskaźnikowych. Nie ustępują one jakością produktom firmowym. Sporządzamy alkoholowy wyciąg z pociętych liści, mocząc je w bezbarwnym lub odbarwionym denaturacie. Zakrytą kolbę z preparatem pozostawiamy w ciepłym miejscu na 1-2 dni lub ogrzewamy do temperatury ok. 50°C przez 30-60 minut (w łaźni wodnej, nie bezpośrednio palnikiem). W gotowym ekstrakcie zanurzamy arkusz bibuły filtracyjnej (lub innej równie wsiąkliwej), suszymy go w ciemnym miejscu i tniemy na paski.
Dlaczego zatem firmy chemiczne nie produkują papierków wskaźnikowych z - łatwo przecież dostępnej - czerwonej kapusty? Powodem jest (podobnie jak w przypadku innych produktów naturalnych), zmienność składu, a co za tym następuje - własności wyciągu. W zależności od warunków środowiskowych, w których rośnie kapusta, otrzymujemy preparat barwiący się na nieco inne odcienie przy tym samym pH. Roztwór nie jest ponadto trwały ze względu na zanieczyszczenia wyizolowanymi z komórek enzymami.
Wskaźniki pH z innych produktów naturalnych
Pod wpływem zmian odczynu środowiska zróżnicowane barwy przybierają nie tylko związki używane w laboratoriach jako wskaźniki. Równie liczną grupę stanowią substancje występujące w produktach naturalnych. W kilku próbach sprawdzimy zachowanie wskaźników pH z naszego otoczenia. Do wykonania doświadczeń potrzebne będzie kilka roztworów o różnym pH. Otrzymamy je rozcieńczając kwas solny HCl (pH 3-4% roztworu wynosi 0) oraz roztwór wodorotlenku sodu NaOH (4% roztwór ma pH równe 14). Woda destylowana, której również użyjemy, posiada pH wynoszące 7 (środowisko obojętne).
Do probówek zawierających sporządzone roztwory oraz wodę destylowaną wkraplamy odrobinę soku z czerwonych buraczków. W roztworach kwaśnych przybiera on intensywnie czerwone zabarwienie, w roztworze obojętnym i zasadowym barwa staje się brunatna, przechodząc w żółty odcień. Ten ostatni kolor jest efektem rozkładu barwnika w silnie alkalicznym środowisku. Zakwaszenie barszczu lub sałatki z buraczków jest kulinarną "sztuczką" nadającą potrawie apetyczną barwę.
Przeczytaj także: Inwestycje w Jakość Wody w Proszówkach
Kolejny eksperyment wymaga soku wyciśniętego z czarnych jagód. Czerwonofioletowa barwa zmienia się na czerwoną w środowisku kwaśnym, w zasadowym staje się zielona, a w silnie alkalicznym - żółta (rozkład barwnika). Jagody to nie jedyne rośliny, których sok może pełnić rolę wskaźnika. Wyraźny efekt zmiany barwy uzyskamy również, stosując jeżyny, czarne porzeczki, aronię, winogrona (o czerwonym i fioletowym kolorze), wiśnie, rzodkiewki, rabarbar i wiele innych. Ich barwniki w środowisku kwasowym są przeważnie czerwone, w zasadowym niebieskie lub fioletowe.
Napar z herbaty również może służyć jako wskaźnik odczynu roztworu. W obecności kwasów barwa staje się słomkowożółta, w środowisku obojętnym jest jasnobrązowa, a w zasadowym - ciemnobrunatna. Za zmianę barwy naparu odpowiadają pochodne taniny, nadające herbacie charakterystyczny cierpki posmak. Dodatek soku z cytryny powoduje znane wszystkim rozjaśnienie barwy naparu. Również skropienie sałatki z buraczków ćwikłowych sokiem z cytryny nada jej krwistoczerwoną barwę.
Skala pH i jej znaczenie
Miarą kwasowości i zasadowości roztworu jest skala pH. Przyjmuje ona wartości 0-14. Skala pH została wprowadzona na początku XX wieku przez Sørena Sørensena. Zmiana pH o 1 jednostkę powoduje 10‑krotną zmianę kwasowości/zasadowości, a zmiana o 2 jednostki - 100‑krotną zmianę kwasowości/zasadowości.
Oddana do analizy próbka wody miała pH = 4,5.
Znajomość wartości pH ma duże znaczenie praktyczne, m.in. przy produkcji lekarstw (poza substancją czynną leki zawierają warstwę osłonową, która chroni np. przełyk przed niekorzystnym pH) czy kosmetyków (np. obecnie oferuje się mydła w płynie o odczynie zbliżonym do naturalnego odczynu skóry człowieka - odczyn lekko kwasowy, który ma działanie bakteriobójcze).
Przeczytaj także: Woda mineralna Józef: Zalety
Wartość pH gleby decyduje o jej przydatności do uprawy określonych typów roślin. Od odczynu gleby zależą jakość i wysokość plonów. Dla większości roślin pH jest optymalne w zakresie 5,6-7,8, jednak w przypadku każdego gatunku jest to wartość indywidualna.
Optymalne wartości pH gleby dla roślin uprawnych
| Roślina | Optymalne pH |
|---|---|
| Ziemniaki | 4,5-6,0 |
| Żyto, len | 5,0-6,5 |
| Ogórek, marchew | 5,5-6,5 |
| Pomidor, czosnek | 5,5-7,5 |
| Pszenica, jęczmień, rzepak | 6,0-6,5 |
| Burak cukrowy, groch, kukurydza | 6,5-7,0 |
| Drzewa owocowe | 6,5-7,5 |
Płyny ustrojowe w organizmie człowieka mają różne pH, np. sok żołądkowy ma pH = 1,0-1,5, wydzielina trzustki - 7,5-8,8, zaś pH krwi utrzymuje się w granicach 7,35-7,45. Zarówno zbyt niskie, jak i zbyt wysokie pH jest przyczyną wielu chorób. Spadek wartości pH poniżej 6,8 wywołuje tzw. kwasicę, a wzrost powyżej pH 7,45 - zasadowicę.
Bezpieczeństwo podczas eksperymentów
Jeżeli przeprowadzasz eksperymenty w domu:
- Najpierw powiedz o tym rodzicom i omów z nimi eksperymenty.
- Nie jedz i nie pij w miejscu, w którym pracujesz.
- Dokładnie umyj ręce przed i po eksperymencie.
tags: #woda #destylowana #wywar #z #czerwonej #kapusty
