A természetes pH-indikátorok olyan molekulák, amelyek felelősek a növényekben, gyümölcsökben vagy virágokban, valamint egyes zöldségekben megfigyelt színekért. Ezek többségében antocianinoknak nevezett szerves vegyületek családját alkotják, amelyeket a természetben kék, piros és lila színük azonosít.
Ezért ha vöröses gyümölcsünk van, akkor valószínű, hogy színét egy antocianinkészlet okozza. Ezeknek olyan molekuláris szerkezete van, amely lehetővé teszi fotonok abszorpcióját, tükrözve a hullámhosszokat, amelyeket a szemünk kap, és az agy színként értelmezik. Ha változik a pH, szerkezetük megváltozik, és emiatt az általunk érzékelt szín is megváltozik.
A hortenzia színe a talajok savasságától vagy lúgosságától függően változhat, ahol a növények nőnek. Forrás: Pixnio.
Jól ismert példa a hortenzia. Savas, alumíniumban és más fémes kationokban gazdag talajban kékes szirmok vannak (felső kép). Mivel a talaj savassága semlegesül vagy csökken, a hortenzia lila árnyalatúak, végül vöröses vagy rózsaszín szirmok vannak az alaptalajban.
A gyümölcsökben vagy virágokban tapasztalható számos szín érzékeny a pH változására; azonban az ilyen természetes színezékek színváltozása (változása) nem mindig kedvező laboratóriumi sav-bázis indikátorként történő felhasználásukhoz.
Festék extrahálás
A természetes mutatókkal való munka előnye, hogy kísérleteket lehet végezni az otthoni biztonsággal, egyszerű anyagokkal és összetevőkkel. Először a színezéket oldószerrel el kell távolítani. Ez lehet víz vagy dörzsölő alkohol.
Az extrahálás célja egy színes oldat előállítása, amelynek pH-ját mindennapi termékek hozzáadásával változtatni kell.
Számos módszer létezik ennek előállítására. Az egyik az, ha a gyümölcs, virág, szára stb. Bőrét elhagyja, egy éjszakán át vízzel vagy alkohollal ellátott tartályban áztatva. A folyamat jobb lesz, ha az anyagot, amelyből a színezéket kinyerik, korábban összetörik; akár habarcsban, kézzel morzsolva vagy összekeverve.
Egy másik, sokkal gyorsabb módszer az, ha az anyagot üstben forrásban lévő vízzel fél órán át pihenjük. Végül szitával vagy szitával (vagy szűrőpapírral, ha van ilyen) eltávolítjuk a fennmaradó szilárd anyagokat, és megőrizzük a folyékony vagy színes oldatot.
Ezután megvan a mutatónk, amelyre citromsav, ecet, nátrium-hidrogén-karbonát és mosószerek kerülnek. Ilyen módon színváltozása megfigyelhető savas pH-értéktől (pH <7) báziská (pH> 7).
Természetes pH-mutatók
Kurkuma
Mivel a színek nem egyetlen színezéknek, hanem tíz vagy annál több keveréknek tulajdoníthatók, a természetes mutatókat meg kell említeni, attól függően, hogy melyik gyümölcsöt vagy virágot alkotják.
Tehát a kurkuma porral kezdjük, amelynek narancs színe jellemzi ezt a zöldséget, és a kurkuminoid-tartalma miatt. A kurkuma extrahálásával sárgás oldatot kapunk. Ha ecetet adnak hozzá, színtelen lesz, ugyanúgy, mintha citromsavat (citromléből, szenvedélyes gyümölcsből stb.) Adnának hozzá.
Eközben a kurkuma oldat sárgáról vörösre változik, ha eper szóda, mosószer vagy szappanos víz adunk hozzá. Ezt a kísérletet bármilyen konyhában vagy asztalon el lehet végezni a kamra közelében.
cékla
A cukorrépalé (a már szitált) az egyik legismertebb természetes mutató a gyermekekkel végzett kísérletek során. PH-tól 2-ig 9-ig vöröses színeket mutat, és a közeg lúgossága növekedésével egyre lilabbá válik. Erõsen lúgos közegben azonban sárga színû.
Ezért a répa juice jó indikátor lenne a lúgosság hirtelen növekedésének kimutatására.
Lila káposzta
A vörös káposzta juice még jobban ismert és használt, mint a répalé. Színváltozása nyilvánvalóbb és hasznosabb, tehát feltehetően antocianinok összetettebb keverékéből áll.
Frissen készített semleges pH-értéken tipikus lila színű. Savat adva pirosra vált. Időközben, ha bázist adunk hozzá, kékké válik (pH = 8), zöldre (pH = 9-13) és végül sárga (pH = 14).
A bogyók
Néhány bogyó, például cseresznye, áfonya, szeder és szőlő (bár az utóbbiakat is gyümölcsnek tekintjük), antocianin-tartalommal rendelkezik, ami természetes sav-bázis mutatókká teszi őket.
Például a szőlőlé hasonlóan viselkedik, mint a répa- vagy a káposztalé; a kapott színek azonban különböznek és kevésbé változatosak. Savas pH-nál a szőlőlé sárgás-narancssárga lesz; míg alapbázisú pH-ban olívazöld színű, amely a pH-hoz közeledve 14 fokozódik.
A cseresznye és a szeder esetében a színváltozás vörösről (savas) kékre vagy lilara (bázikus) változik. Ezzel szemben a fekete áfonya antocianinjai úgy viselkednek, mint a lila káposzta; mindkét mutató nagyon hasonló színeket generál, azzal a különbséggel, hogy az áfonya-oldatok soha nem válnak kékképp.
Virágszirom
A virágszirmok összetörhetők azok vizes vagy alkoholos oldatainak előállítására. Például a rózsa színtelen oldatokat eredményez semleges pH-n. Savas közegben (pH <4) rózsaszínűvé válik, míg a bázikus közegben (pH> 8) zöldessárgára színeződik.
Másrészről, a hibiszkusz szirmokkal készített oldatok narancssárga színűek maradnak, amíg a pH 7-ig meg nem kezdődik, amikor lúgos pH-értéknél sötétbarna színűvé válnak.
A kísérletet meg lehet ismételni és elemezni muskátli, petúnia, pünkösdi rózsa, reggeli dicsőség szirmaival, többek között a virágokkal.
hagyma
A gyümölcs- vagy zöldséghéj meghámozásával olyan oldatot készítünk, amelyet természetes mutatóként újraértékelünk. Hagymával például például rózsaszínű árnyalatú oldatot kapunk, amelynek savas pH-ját hangsúlyozzuk, és ez bázikus pH-érték mellett apránként sárgászöldvé válik.
A hagyma alapvető oldatát nemcsak zöldes színű jellemzi, hanem szagtalan is. Többé nem hagyják a hagymát.
Hasonlóképpen folytathatja a körte, a szilva, az őszibarack, az alma és a fehérrépa bőrét. A kapott mutatókat azonban nem hasonlítják össze a lila káposzta vagy a fekete áfonya mutatóival.
Irodalom
- Whitten, Davis, Peck és Stanley. (2008). Kémia (8. kiadás). CENGAGE Tanulás.
- Dr. Erica. (2016, április 22.). Természetes pH-mutató: káposzta vs. céklát. Helyreállítva: rosieresearch.com
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (2019. szeptember 16.). Otthoni és kerti pH-mutatók. Helyreállítva: gondolat.com
- Joanna Klein. (2016. március 02.). Gyors, színes változás egy reggeli dicsőséghez. A New York Times. Helyreállítva: nytimes.com
- Wikipedia. (2020). pH-mutató. Helyreállítva: en.wikipedia.org