1. «Універсальний індикатор». Сік багатьох рослин змінює свій колір в залежності від рН середовища. Запропонуйте рослинний екстракт або їхню суміш, що можна використовувати для визначення рН водних розчинів у максимально широкому інтервалі. Оцініть його точність у порівнянні зі звичайним універсальним індикатором. Відповідь Водневий показник Експериментально доведено, що навіть хімічно чиста вода проводить електричний струм, хоч і слабо. Ця провід¬ність виникає за рахунок дисоціації молекул води: н2о н+ + он- У чистій воді [Н+] = [ОН-]. Вимірювання провідності чистої води показали, що при 220С ступінь її дисоціації α = 1,8 • 10-9. Оскільки в 1л води міститься 55,5 моль Н20 (1000 : 18), то концентрація іонів буде дорівнювати: [Н+] = [ОН-] = 1,8 10-9 55,5 = 10-7 (моль/л) Тоді добуток Kw = [Н+] [ОН-]= 10-14. [Н+] призводить до [ОН-] Якщо: [Н+]=[ОН-]=10-7(моль/л)- середовище нейтральне Очевидно, що за даної температури величина Kw є ста¬лою, вона називається іонним добутком води. Сталість величини Kw (при t = соnst) дозволяє стверд¬жувати, що при збільшенні в розчині концентрації іонів Н+ (розчинення кислоти) відбувається зменшення кон¬центрації іонів ОН-. Навпаки, розчинення у воді лугу веде до збільшення концентрації гідроксильних іонів та зни¬ження концентрації іонів Н+. Однак зменшення концент¬рації іонів ОН- або Н+ у відповідних випадках відбувається до значень, що відповідають постійності іонного добут¬ку води. Так, якщо у розчині [Н+] = 10-2 моль/л (при t= 22°С), то концентрація іонів ОН- зменшується до зна¬чень 10-14: 10-2= 10-12 моль/л. Таким чином, [Н+] = [ОН-] = 10-7 моль/л є умовою нейт¬ральності розчину, а виконання умови [Н+] < 10-7 моль/л вказує на кислотність середовища; при [ОН-] > 10-7 моль/л середовище лужне. Оскільки значення [Н+] (або [ОН-]) у хімії розчинів використовується дуже часто, то для зручності введене уявлення про водневий показник (символ — рН). Водневий показник — величина, що характеризує концен¬трацію іонів Гідрогену та чисельно дорівнює десятковому логарифму цієї концентрації, що виражена в моль/л зі зворот¬ним знаком. Наприклад, при [Н+] = 10-2 моль/л рН = -1g [Н+] = -1lg = 2; при [Н+] = 10-11 моль/л рН = 11. Отже, при рН = 7 середовище нейтральне, при рН < 7 — кисле та при рН > 7 — лужне. Якісно реакцію середовища та рН водних розчинів електролітів визначають за допомогою індикаторів. Індикаторами називають речовини, які оборотно зміню¬ють забарвлення в залежності від рН розчину. Найбільш часто використовуються на практиці такі ін¬дикатори та інтервали: лакмус: рН = 0—5,0 — червоний; 5,0—8,0 — фіолето¬вий; 8,0—14,0 — синій; фенолфталеїн: рН = 0—8,0 — безбарвний; 8,0— 10,0 — рожевий; 10,0—14,0 — малиновий; метиловий оранжевий (метилоранж): рН = 0— 3,1 — червоний; 3,1—4,4 — оранжевий; 4,4—14,0 — жовтий. На практиці мають справу з такими електролітами, як кислоти, основи та солі. Їхня електролітична дисоціація проходить типово, що дає змогу чітко визначити природу сполук та передбачити їхні хімічні властивості. Дослід 1 • Визначення кольору індикаторів у кислому, лужному й нейтральному середовищі Для досліду беруть розчини хлоридної, сульфатної, нітратної кислот, розчини лугів натрій гідроксиду й ка¬лій гідроксиду й додають індикато¬ри. Спостерігають зміну забарвлен¬ня в розчинах. Індика-тори Забарвлення у ней¬трально¬му середо вишці у кисло¬му се¬редови¬щі у луж¬ному се-редови¬щі 1. Лакмус Фіоле¬товий Черво¬ний Синій 2. Мети-ловий оранже¬вий Оран¬жевий Черво¬ний Жовтий 3. Фе-нолфта¬леїн Без¬барв¬ний Без¬барв¬ний Мали¬новий Сік рослини У кислому середовищі У лужному середовищі Цибулі Світло – фіолетовий Жовто – зелений Картоплі Безбарвний Ясно-жовтий Даний дослід я проводив так: зірвавши декілька ягід з куща цієї декоративної рослини, помістив їх у пробірку. Після цього у пробірці вичавив сік рослини та додав води. Забарвлення соку стало буро-жовтим. Розділивши отриманий розчин у дві пробірки (для кислотного і лужного середовища), я додав відповідно соляну кислоту і натрій гідрооксид. У першому випадку забарвлення стало червоним, а у другому – яскраво жовтим. Виходячи з цього, зробив висновок, що сік “Біручини звичайної ” можна використовувати як індикатор, для визначення pH водного розчину. (до 1 питання 2 дослід з плодами) Дослід 2. Приготування індикаторів із плодів, ягід і овочів Витяжку готують у такий спосіб: 50 г плодів заливаємо 200 мл води й кип'ятимо 1-2 хв, потім охолоджу¬ємо і фільтруємо. Отриманий філь¬трат розбавляємо спиртом з розра¬хунку 2 об'єми фільтрату на 1 об'єм спирту. Фільтрувальний папір, розрі¬заний на вузькі смужки, просочують отриманим фільтратом і висушують за кімнатної температури, Під час дослідження отриманими індикаторними папірцями кислоти й лугу спостерігаємо зміну забарв¬лення індикатора. Із чого го¬тують ін¬дикатор Зміна забарв¬лення індика¬тора внаслідок дії кислот Зміна забарв¬лення індика-тора внаслі¬док дії лугу Плоди вишні Червоний Брудно-зелений Червоний столовий буряк Червоний Жовтий Плоди бузини червоної Червоно-бурий Жовтий Дослід 3. Дослідження індикаторів, шо містяться в соку рослин Щоб одержати сік буряка, цибулі й картоплі, попередньо натираємо їх на тертці й з отриманої кашки ви¬чавлюємо сік. Сік бузини, калини, смородини, чор¬ниці одержуємо з висушених ягід. Для цього розтираємо їх у ступці з водою і фільтруємо отриманий сік. Сік бузини й калини зберігаємо в цу¬кровій настоянці, де він зберігає влас-тивості індикатора тривалий час. До питання 1 продовження дослідів! Дослід 5. Дослідження екстрактів садових рослин Пелюстки садових рослин залили 40%-м винним спиртом і через го¬дину вичавили через подвійний шар марлі. Готові екстракти перевіряли на змі¬ну забарвлення в розчинах кислот і лугів. № з/п Назва рослини Забарвлення індикаторів у лузі у кислоті в екстракті 1 Айстра Зелене Рожеве Темно-фіолетове 2 Жоржина Зелене Змін немає Вишнево-червоне 3 Чорнобривці Жовте Жовтогаряче Рожеве Дослід 6. Приготування індикатора з пелюстків сухих рослин. Рослини-індикатори. Робота із сухим гербарним матеріалом Індикатори можна приготувати із су¬хих пелюстків. Сухі пелюстки поміша¬ємо в хімічну склянку й обробляємо 70—80%-м винним спиртом з наступ¬ним вичавлюванням через марлю. Готові екстракти перевірили на змі¬ну забарвлення в розчинах кислот і лугів. Розглянули в гербарії рослини-індикатори, за місцем росту яких можна визначити реакцію грунту. Так, хвощ польовий росте на кислих (підзолис¬тих) грунтах, а щавлик малий, солян¬ка і подорожник солончаковий — на солончакових і солонцевих грунтах. Дослід 6 з/п Назва рослини Колір пелюстків і приготовленого індикатора Забарвлення пелюстків та індикатора в розчині лугу кислоти 1 Живокіст польовий (родина Жовтневі) Синє Зелене Рожеве 2 Адоніс (родина Жовтцеві) Криваво-червоне Зелене Рожеве 3 Вероніка (родина Подорожникові) Темно-синє Зелене Рожеве
|