6 NATURALNYCH WSKAŹNIKÓW PH I KORZYŚCI Z EKSTRAKCJI BARWNIKA - CHEMIA - 2025

Te naturalne wskaźniki pH są cząsteczki odpowiedzialne za zabarwień obserwowanych u roślin, owoców lub kwiatów i niektórych warzywach. Składają się w zdecydowanej większości z rodziny związków organicznych zwanych antocyjanami, które w przyrodzie są identyfikowane przez ich niebieski, czerwony i fioletowy kolor.

Dlatego jeśli mamy czerwonawy owoc, prawdopodobnie jego kolor wynika z zestawu antocyjanów. Mają strukturę molekularną, która pozwala im absorbować fotony, odbijając długości fal, które odbierają nasze oczy, a mózg interpretuje jako kolor. Kiedy występuje zmiana pH, ich struktura zmienia się, a tym samym zmienia się kolor, który postrzegamy.

Kolor hortensji zmienia się w zależności od kwasowości lub zasadowości gleby, na której rosną Twoje rośliny. Źródło: Pixnio.

Dobrze znanym przykładem są hortensje. W glebach kwaśnych, bogatych w glin i inne kationy metali, mają niebieskawe płatki (górne zdjęcie). Ponieważ kwasowość gleby jest neutralizowana lub zmniejszana, hortensje przybierają fioletowe odcienie, a na glebach zasadowych mają wreszcie czerwonawe lub różowe płatki.

Niektóre z barw, które obserwujemy w owocach lub kwiatach, są wrażliwe na zmiany pH; jednakże przesunięcie (zmiana) koloru, jakiego doświadczają takie naturalne barwniki, nie zawsze sprzyja ich stosowaniu jako wskaźników kwasowo-zasadowych w laboratorium.

Ekstrakcja barwnika

Zaletą pracy z naturalnymi wskaźnikami jest to, że można eksperymentować z bezpieczeństwem w domu oraz przy użyciu prostych materiałów i składników. Najpierw należy usunąć barwnik za pomocą rozpuszczalnika. Może to być woda lub alkohol.

Celem tej ekstrakcji jest uzyskanie kolorowego roztworu, do którego pH będzie się zmieniać poprzez dodawanie produktów codziennego użytku.

Istnieje wiele metod jego uzyskania. Jednym z nich jest marynowanie skórki owoców, kwiatów, łodyg itp. W pojemniku z wodą lub alkoholem przez noc. Proces będzie przebiegał lepiej, jeśli materiał, z którego zostanie wydobyty barwnik, zostanie wcześniej zmiażdżony; albo w moździerzu, krusząc go rękami lub mieszając.

Inna metoda, znacznie szybsza, polega na pozostawieniu materiału w kotle z wrzącą wodą przez pół godziny. Na koniec, używając sita lub sita (lub bibuły filtracyjnej, jeśli jest dostępny), usuwamy pozostałe ciała stałe i zachowujemy płyn lub kolorowy roztwór.

Będziemy wtedy mieli nasz wskaźnik, który będzie poddawany działaniu kwasu cytrynowego, octu, wodorowęglanu sodu i detergentów. W ten sposób można zaobserwować zmianę jego koloru z kwaśnych wartości pH (pH <7) na zasadowe (pH> 7).

Naturalne wskaźniki pH

Kurkuma

Ponieważ kolory nie są spowodowane pojedynczym barwnikiem, ale mieszaniną dziesięciu lub więcej z nich, należy wymienić naturalne wskaźniki w zależności od tego, jakie owoce lub kwiaty tworzą.

Zaczynamy więc od proszku z kurkumy, którego pomarańczowy kolor jest charakterystyczny dla tego warzywa i wynika z zawartości kurkuminoidów. Ekstrakcja kurkumy daje żółtawy roztwór. Jeśli dodamy do niego ocet, stanie się bezbarwny, tak samo jak po dodaniu kwasu cytrynowego (z soku z cytryny, marakui itp.).

W międzyczasie roztwór kurkumy zmieni kolor z żółtego na czerwony, jeśli zostanie do niego dodany soda oczyszczona, detergent lub woda z mydłem. Ten eksperyment można wykonać w dowolnej kuchni lub na stole w pobliżu spiżarni.

Buraki

Sok z buraków (już przesiany) jest jednym z najbardziej znanych naturalnych wskaźników w eksperymentach dzieci. Od pH 2 do 9 wykazuje czerwonawe zabarwienie, stając się coraz bardziej fioletowym wraz ze wzrostem zasadowości podłoża. Jednak w silnie zasadowych mediach ma kolor żółty.

Dlatego sok z buraków byłby dobrym wskaźnikiem do wykrywania nagłego wzrostu zasadowości.

Czerwona kapusta

Sok z czerwonej kapusty jest jeszcze lepiej znany i używany niż sok z buraków. Jego odmiany kolorystyczne są bardziej oczywiste i użyteczne, więc prawdopodobnie składa się z bardziej złożonej mieszaniny antocyjanów.

Świeżo przygotowany przy obojętnym pH, wykazuje swój typowy fioletowy kolor. Jeśli zostanie dodany kwas, zmieni kolor na czerwony. W międzyczasie, jeśli dodana zostanie zasada, zmieni kolor na niebieski (pH = 8), zielony (pH = 9-13), a na koniec żółty (pH = 14).

Jagody

Niektóre jagody, takie jak wiśnie, borówki, jeżyny i winogrona (chociaż te ostatnie są również uważane za owoce), zawierają antocyjany, co czyni je naturalnymi wskaźnikami kwasowo-zasadowymi.

Na przykład sok winogronowy zachowuje się podobnie do soku z buraków lub kapusty; jednak uzyskane kolory są inne i mniej zróżnicowane. Przy kwaśnym pH sok winogronowy zmienia kolor na żółto-pomarańczowy; w podstawowym pH ma oliwkowozielone barwy, które nasilają się wraz ze zbliżaniem się pH do 14.

W przypadku wiśni i jeżyn kolor zmienia się z czerwonego (kwaśny) na niebieski lub fioletowy (podstawowy). Natomiast antocyjany w jagodach zachowują się jak w kapuście fioletowej; oba wskaźniki generują bardzo podobne kolory, z tą różnicą, że roztwory jagodowe nigdy nie zmieniają koloru na niebieski.

Płatki kwiatów

Płatki kwiatów można również kruszyć w celu przygotowania ich wodnych lub alkoholowych roztworów. Na przykład róże wytwarzają bezbarwne roztwory o neutralnym pH. Jednak w środowisku kwaśnym (pH <4) zabarwiają się na różowo, podczas gdy w podłożu zasadowym (pH> 8) przybierają zielonkawo-żółtawe zabarwienie.

Z kolei roztwory przygotowane z płatków hibiskusa pozostają pomarańczowe do pH 7, kiedy to przy zasadowych pH zaczynają przybierać barwę ciemnofioletową.

Eksperyment można powtórzyć i przeanalizować m.in. z płatkami pelargonii, petunii, piwonii, powoju i innych kwiatów.

Cebule

Obierając skórki owoców lub warzyw, przygotowuje się roztwory, które są ponownie oceniane jako naturalne wskaźniki. Na przykład w przypadku cebuli uzyskuje się roztwór różowawych odcieni, uwydatnionych w kwaśnym pH, które stopniowo żółtawo zielono w zasadowym pH.

Podstawowe roztwory cebuli charakteryzują się nie tylko zielonkawym kolorem, ale także są bezwonne. Nie pachną już cebulą.

Podobnie można postępować ze skórkami gruszek, śliwek, brzoskwiń, jabłek i rzepy. Jednak uzyskane wskaźniki nie będą porównywane ze wskaźnikami kapusty purpurowej lub jagód.

Bibliografia

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemia (8th ed.). CENGAGE Learning.
2. Dr Erica. (2016, 22 kwietnia). Naturalny wskaźnik pH: kapusta vs. buraki. Odzyskane z: rosieresearch.com
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (16 września 2019). Wskaźniki pH dla domu i ogrodu. Odzyskany z: thinkco.com
4. Joanna Klein. (02 marca 2016). Szybka, kolorowa zmiana na poranną chwałę. The New York Times. Odzyskany z: nytimes.com
5. Wikipedia. (2020). Wskaźnik pH. Odzyskane z: en.wikipedia.org