Исследовательская работа "Индикаторы"
творческая работа учащихся по биологии (8 класс)

Индикаторы.

Введение.

Индикаторы широко используют в химии, в том числе и в школе. Любой школьник, наверное, скажет, что такое фенолфталеин, лакмус или метил оранжевый. Индикаторы используются для определения реакции среды (кислая, щелочная или нейтральная). Название «индикаторы» происходит от латинского слова «indicator», что означает «указатель». В химической лаборатории или на заводе индикаторы в наглядной форме расскажут о том, прошла ли до конца химическая реакция или нет, достаточно добавлено одного реактива к другому.

Цель: познакомиться с индикаторами и исследовать их действия в различных средах

Задачи:

• изучить литературные источники и источники интернет-ресурсов;
• рассмотреть классификацию индикаторов;
• изготовить растворы индикаторов из природного сырья.

Гипотеза: растворы растительных индикаторов можно приготовить самостоятельно и применять их в домашних условиях

Объект исследования: природные растения, обладающие свойствами индикаторов

Актуальность темы: безопасность здоровья

Теоретическая часть.
История.

Индикаторы – соединения, позволяющие визуализировать изменение концентрации какого-либо вещества или компонента.

История индикаторов начинается в XVII веке.
В 1663 году был открыт лакмус – водный настой лишайника, растущего на скалах Шотландии. Роберт Бойль приготовил водный настой лакмусового лишайника для своих опытов. Склянка, в которой он хранил настой, понадобилась для соляной кислоты. Вылив настой, Бойль наполнил склянку кислотой и с удивлением обнаружил, что кислота покраснела. Заинтересовавшись этим, Бойль на пробу добавил несколько капель настоя лакмуса к водному раствору гидроксида натрия и обнаружил, что в щелочной среде лакмус синеет. Так был открыт первый индикатор для обнаружения кислот и оснований, названный по имени лишайника лакмусом.
Вероятно, самым древним кислотно-основным индикатором является лакмус. Лакмус был известен уже в Древнем Египте и Древнем Риме. Лакмус - красящее вещество, добываемое из некоторых видов лишайников. Фактически природный лакмус представляет собой сложную смесь. Его основными компонентами являются: азолитмин (C9H10NO5) и эритролитмин (С13H22O6). Лакмус в древности использовали в качестве фиолетовой краски, но со временем, рецепт его приготовления был утерян.
В 1640 ботаники описали гелиотроп – душистое растение с темно-лиловыми цветками, из которого было выделено красящее вещество. Этот краситель, наряду с соком фиалок, стал широко применяться химиками в качестве индикатора, который в кислой среде был красным, а в щелочной – синим.
В 1667 году знаменитый химик и физик Роберт Бойль предложил пропитывать фильтровальную бумагу отваром тропического лишайника – лакмуса, а также отварами фиалок и васильков, и таким образом положил начало применению индикаторной (лакмусовой) бумаги.

Виды индикаторов.

Существует несколько видов и индикаторов. Одни из самых распространенных – кислотно-основные.
Кислотно-основные индикаторы — органические соединения, способные изменять цвет в растворе при изменении кислотности (pH). Индикаторы широко используют в титровании в аналитической химии и биохимии. Их преимуществом является дешевизна, быстрота и наглядность исследования. Однако из-за субъективности определения цвета и невысокой точности индикаторы pH не всегда удобны; поэтому для точного измерения pH используют pH-метры с цифровой индикацией.

Кислотно-основные индикаторы, существующие в двух формах, в зависимости от рН раствора. Чаще обе формы различаются по окраске, это так называемые двуцветные индикаторы (лакмус, метиловый красный, метиловый оранжевый, тимолфталеин и др.). Реже применяют одноцветные индикаторы, у которых окрашена только одна форма, как у фенолфталеина (бесцветный в кислой среде, а при рН 9 - малиновый).

Помимо кислотно-основных индикаторов используют и другие.

Окислительно-восстановительные индикаторы изменяют свой цвет в зависимости от того, что присутствует в растворе, окислитель или восстановитель. Это вещества, которые сами подвергаются окислению или восстановлению, при чем окисленная и восстановленная формы имеют разные окрасы.

Также есть и комплексонометрические индикаторы – вещества, образующие с ионами металлов окрашенные комплексные соединения.

Некоторые вещества, адсорбируются на поверхности осадка, изменяя его окраску. Такие индикаторы  называются адсорбционными.

При определении среды мутных или окрашенных растворов, в которых практически невозможно заметить изменение окраски обычных кислотно-основных индикаторов, используют флуоресцетные индикаторы.

Использование индикаторов.

В химических лабораториях то и дело используют индикаторы – иногда для определения тех или иных веществ, а большей частью, чтобы узнать кислотность среды, потому что от этого свойства зависит и поведение веществ, и характер реакции.

Также индикаторы используют и хозяйки. Чтобы борщ был ярко-красным, они добавляют в него перед окончанием варки немного пищевой кислоты – уксусной или лимонной; цвет меняется прямо на глазах.

Давненько было в моде писать письма на лепестках цветов. А писали их в зависимости от цветка и желаемого цвета надписи раствором кислоты или щелочи, пользуясь тонким пером или заостренной палочкой.

Еще в прошлом веке реакцию йода с крахмалом, в результате все окрашивается в синий цвет, использовали, чтобы уличить недобросовестных торговцев, которые добавляли в сметану «для густоты» пшеничную муку. Если на образец такой сметаны капнуть йодной настойки, то синее окрашивание сразу выявит подвох.

Раньше лакмус использовали в качестве красителя, но когда изобрели синтетические красители, использование лакмуса ограничилось. Для этой цели служат полоски фильтрованной бумаги, пропитанной раствором лакмуса.

Практическая часть.

Список используемой литературы:

Аликберова Л.Ю. Занимательная химия. – М.: АСТ-ПРЕСС, 2002
Савина Л.А. Я познаю мир. Детская энциклопедия. Химия. – М.: АСТ, 1996
Энциклопедия для детей. Химия. Том 17. – М.: Аванта, 2000
Линсон И.А. Занимательная химия. – М.: РосМен, 1999