Institución educativa municipal "Escuela secundaria Bersenevskaya". Supervisor: ,
Los indicadores químicos y naturales son de gran importancia, ya que es muy importante conocer el pH, el medio ambiente, en cualquier proceso biológico y químico. Por ejemplo, para el crecimiento de las plantas, para obtener bicarbonato de sodio o detergente, se requiere un determinado ambiente ácido o alcalino. En el cuerpo de animales y humanos, la sangre y el jugo gástrico tienen un pH constante y, cuando cambia, se interrumpen los procesos vitales. La investigación en el campo de los indicadores ayuda a regular el valor del pH.
En los laboratorios químicos, incluidos los escolares, existen muchos tipos y tipos diferentes de indicadores. Todos conocemos el tornasol, el naranja de metilo, la fenolftaleína y otros. Además de los indicadores químicos, existen los biológicos.
Objetivo Este trabajo de investigación tiene como objetivo aprender a preparar extractos de indicadores de plantas de nuestra zona y aplicarlos en la práctica.
Objetivos del puesto:
1. Familiarícese con la historia del descubrimiento de algunos indicadores ácido-base.
2. Considerar el principio de indicación biológica utilizando ejemplos de algas, musgos, líquenes, plantas superiores y familiarizarse con los bioindicadores de la hidrosfera, la atmósfera, la acidez y la composición química de los suelos.
3. Estudiar el método de elaboración de indicadores naturales.
4. Explorar experimentalmente la posibilidad de utilizar indicadores naturales para determinar el entorno de soluciones domésticas (jabón, champú, detergente en polvo, té, extracto de tierra).
5. Mejorar las habilidades experimentales.
Objetos de estudio:
1. Sustancias naturales que pueden utilizarse para preparar indicadores ácido-base: jugos de frutas y bayas de colores brillantes, jugo celular de pétalos de flores de diversas plantas.
2. Soluciones de sustancias de uso cotidiano (té), extracto de suelo de un sitio experimental escolar.
Este trabajo de investigación examina la historia del descubrimiento de algunos indicadores, su clasificación y considera el principio de indicación biológica utilizando ejemplos de algas, musgos, líquenes y plantas superiores. Durante el trabajo se prepararon indicadores naturales y se investigó experimentalmente la posibilidad de utilizar indicadores naturales para determinar el ambiente de algunas soluciones domésticas (jabón, champú, detergente en polvo, té, extracto de tierra).
Como resultado del análisis de los resultados del trabajo obtenidos, se llegaron a las siguientes conclusiones:
Los detergentes para lavavajillas "Myth", "Fairy", "AOS", "Pril" tienen un ambiente alcalino y ligeramente alcalino, por lo que al usarlos es necesario utilizar guantes de goma para proteger la piel de las manos de los efectos negativos, ya que los alcalinos el medio ambiente destruye el manto ácido de la epidermis;
El jabón Dove y el champú infantil tienen un ambiente neutro, por lo que pueden utilizarse en la delicada piel de los niños;
El jabón Clean Line no debe ser utilizado por personas con piel seca, ya que este tipo de jabón al tener una reacción alcalina resecará la piel;
El detergente en polvo Lotus utilizado para la investigación tiene propiedades básicas pronunciadas, por lo que es necesario trabajar con él con cuidado. Es mejor no lavar prendas de lana y seda con este polvo.
La variedad de té “té de mayo, fruta” tiene un ambiente ácido, por lo que no debe ser bebido por personas con alta acidez de estómago.
El suelo tomado para la investigación de la parcela experimental de la escuela tiene propiedades ácidas, por lo que se debe trabajar para limitarlo, ya que el suelo ácido afecta negativamente el desarrollo de las plantas.
Como resultado de la investigación, estamos convencidos de que los indicadores naturales nos rodean en todas partes y están siempre a mano. Determinan tanto el pH ambiental de los procesos químicos y biológicos como el estado de nuestro planeta en su conjunto.
El estudio de las plantas indicadoras es un tema interesante y útil. Además, no siempre se pueden comprar u ordenar indicadores costosos, pero prepararlos usted mismo no es nada difícil. Los indicadores naturales elaborados a partir de materias primas naturales se pueden utilizar en las lecciones de química en las escuelas, si existe el problema de proporcionar a la escuela indicadores químicos, en las clases de cursos optativos y optativos.
Quizás el desarrollo de la investigación en esta dirección ayude a sacar a nuestro planeta de la crisis medioambiental y, en cierta medida, a mejorar su condición ecológica.
El trabajo obtuvo el segundo lugar en el concurso regional “Primeros pasos” y el tercer lugar en el concurso republicano “El futuro intelectual de Mordovia”.
El trabajo de investigación está publicado en el sitio web de la escuela: http://www. bersen. *****
Escuela secundaria MKOU Marshanskaya
Trabajo de investigación en química.
"Indicadores en nuestras vidas".
El trabajo fue realizado por alumnos de 8vo grado.
Sidorova Larisa
Anastasia Kuryshko
Burmatova Svetlana
Responsable: Sinitsina Margarita
Anatolyevna - profesora de química
2016
Introducción
Historia del descubrimiento de indicadores.
Clasificación de indicadores.
Indicadores naturales
Parte experimental.
Conclusión.
Bibliografía.
1. Introducción
En la naturaleza encontramos diversas sustancias que nos rodean. Este año comenzamos a familiarizarnos con un tema interesante: la química. ¿Cuántas sustancias hay en el mundo? ¿Qué son? ¿Por qué los necesitamos y qué beneficios aportan?
Estábamos interesados en sustancias de este tipo como indicadores. ¿Qué son los indicadores?
En las lecciones, al estudiar el tema "Las clases más importantes de compuestos inorgánicos", utilizamos indicadores como tornasol, fenolftaleína y naranja de metilo.
Los indicadores (del inglés indicar-indicar) son sustancias que cambian de color según el entorno de la solución. Utilizando indicadores se puede determinar el entorno de la solución.
Decidimos averiguar si es posible utilizar como indicadores los materiales naturales que tenemos en casa.
Objetivo del trabajo:
Conozca el concepto de indicadores;
Familiarícese con su apertura y funciones;
Aprenda a identificar indicadores de objetos naturales;
Investigar el efecto de los indicadores naturales en diversos entornos;
Métodos de búsqueda :
Estudio de la literatura de divulgación científica;
Obtener soluciones de indicadores y trabajar con ellas.
2. Historia del descubrimiento de indicadores.
Los indicadores fueron descubiertos por primera vez en el siglo XVII por el físico y químico inglés Robert Boyle. Boyle realizó varios experimentos. Un día, mientras realizaba otro estudio, entró un jardinero. Trajo violetas. A Boyle le encantaban las flores, pero necesitaba realizar un experimento. Boyle dejó las flores sobre la mesa. Cuando el científico terminó su experimento, accidentalmente miró las flores, estaban humeando. Para salvar las flores, las puso en un vaso de agua. Y, qué milagros, las violetas, sus pétalos de color violeta oscuro, se volvieron rojos. Boyle se interesó y realizó experimentos con soluciones, añadiendo cada vez violetas y observando lo que pasaba con las flores. En algunos vasos, las flores inmediatamente comenzaron a ponerse rojas. El científico se dio cuenta de que el color de las violetas depende de la solución que haya en el vaso y de las sustancias que contenga la solución. Los mejores resultados se obtuvieron de experimentos con líquenes de tornasol. Boyle sumergió tiras de papel ordinarias en una infusión de liquen tornasol. Esperé hasta que estuvieron empapados en la infusión y luego los sequé. Robert Boyle llamó a estos complicados trozos de papel indicadores, que en latín significa "puntero", ya que apuntan al entorno de la solución. Fueron los indicadores los que ayudaron al científico a descubrir un nuevo ácido: el ácido fosfórico, que obtuvo quemando fósforo y disolviendo el producto blanco resultante en agua. Actualmente, los siguientes indicadores se utilizan ampliamente en la práctica: tornasol, fenolftaleína, naranja de metilo.
2. Clasificación de indicadores escolares y métodos de su uso.
Los indicadores tienen diferentes clasificaciones. . Algunos de los más comunes son los indicadores ácido-base, que cambian de color dependiendo de la acidez de la solución. Hoy en día se conocen varios cientos de indicadores ácido-base sintetizados artificialmente, algunos de ellos se pueden encontrar en el laboratorio de química de una escuela.
fenolftaleína (se vende en una farmacia con el nombre "purgen") - Blanco o blanco con un tinte ligeramente amarillento, polvo finamente cristalino. Soluble en alcohol al 95%, prácticamente insoluble en agua. La fenolftaleína incolora es incolora en ambientes ácidos y neutros, pero se vuelve carmesí en un ambiente alcalino. Por tanto, la fenolftaleína se utiliza para determinar el ambiente alcalino.
naranja de metilo - polvo cristalino de naranja. Moderadamente soluble en agua, fácilmente soluble en agua caliente, prácticamente insoluble en disolventes orgánicos. El color de la solución cambia de rojo a amarillo.
Lakmoid (tornasol) - polvo negro. Soluble en agua, alcohol al 95%, acetona, ácido acético glacial. El color de la solución cambia de rojo a azul.
Los indicadores se suelen utilizar añadiendo unas gotas de una solución acuosa o alcohólica, o un poco de polvo, a la solución que se está analizando.
Otro método de aplicación es utilizar tiras de papel empapadas en una solución indicadora o mezcla indicadora y secadas a temperatura ambiente. Estas tiras se producen en una amplia variedad de opciones, con o sin una escala de colores, un estándar de color.
3. Indicadores naturales
Los indicadores ácido-base no son sólo químicos. Están a nuestro alrededor, pero normalmente no pensamos en ello. Estos son indicadores vegetales que se pueden utilizar en la vida cotidiana. Por ejemplo, el jugo de remolacha en un ambiente ácido cambia su color rubí a rojo brillante y en un ambiente alcalino cambia a amarillo. Conociendo las propiedades del jugo de remolacha, puedes hacer que el color del borscht sea brillante. Para hacer esto, agregue un poco de vinagre de mesa o ácido cítrico al borscht. Si vierte jugo de limón en un vaso de té fuerte o disuelve algunos cristales de ácido cítrico, el té se volverá más claro inmediatamente. Si disuelve bicarbonato de sodio en té, la solución se oscurecerá.
Como indicadores naturales se utilizan con mayor frecuencia jugos o decocciones de frutas de colores brillantes u otras partes de plantas. Estas soluciones deben almacenarse en recipientes oscuros. Desafortunadamente, los indicadores naturales tienen un serio inconveniente: sus decocciones se deterioran con bastante rapidez: se vuelven amargas o se enmohecen (las soluciones alcohólicas son más estables). En este caso, es difícil o imposible distinguir, por ejemplo, un medio neutro de uno débilmente ácido o uno débilmente alcalino de uno fuertemente alcalino. Por lo tanto, los laboratorios químicos utilizan indicadores sintéticos que cambian bruscamente de color dentro de límites de pH bastante estrechos.
parte experimental
¿Qué indicadores puedes utilizar en casa? Para responder a esta pregunta, estudiamos soluciones de jugos de frutas y flores de plantas como Kalanchoe (flores anaranjadas, rojas y blancas), zanahorias, cebollas azules y amarillas (cáscara y bulbo propiamente dicho), tulipán (flores rojas y hojas verdes), geranio (flores rosadas y blancas), diente de león, pensamiento, grosella negra y frambuesa (bayas). Preparamos soluciones de los jugos exprimidos de estas plantas y frutos, ya que las soluciones se deterioran rápidamente, las preparamos inmediatamente antes del experimento de la siguiente manera: se trituraron algunas hojas, flores o frutos en un mortero y luego se añadió un poco de agua. Las soluciones preparadas de indicadores naturales se estudiaron con una solución de ácido (ácido clorhídrico) y álcali (hidróxido de sodio). Todas las soluciones tomadas para la investigación cambiaron o no de color según el entorno. Los resultados de los estudios fueron tabulados.
| Objeto en estudio | Color inicial de la solución en un ambiente neutro. | Coloración en un ambiente ácido. | pintura alcalina |
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| Kalanchoe (flores de naranja) | de color amarillo pálido | amarillo | de color amarillo pálido |
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| Kalanchoe (flores rojas) | burdeos oscuro | rosa | verde esmeralda |
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| Kalanchoe (flores rosadas) | lila | rosa | verde |
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| Tulipán (flores rojas) | burdeos oscuro | naranja oscuro | amarillo verde |
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| Tulipán (hojas) | verde claro | sin cambios | verde |
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| Cebolla azul (cáscara) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Cebolla azul (bulbo) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Cebolla amarilla (cáscara) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Cebolla amarilla (bulbo) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Zanahorias (jugo) | naranja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Jugo de remolacha) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Diente de león | amarillo verde | amarillo claro | amarillo oscuro |
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| Bayas de grosella negra | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| frambuesas | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Geranio (flores de color rosa brillante) | Rosa caliente | Rosa caliente | marrón claro |
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| Geranio (flores blancas) | blanco | amarillo claro | blanco |
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| Pensamientos (flores moradas) | púrpura | Rosa caliente | verde esmeralda |
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| Pensamientos (flores amarillas con centros marrones) | gris | verde brillante | Rosa caliente |
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| Hibisco |
“Internado para niños con discapacidad visual”
EN EL MUNDO INDICADORES
INTRODUCCIÓN Los indicadores se utilizan ampliamente en química, incluso en la escuela. Cualquier escolar te dirá qué son la fenolftaleína, el tornasol o la naranja de metilo. Al familiarizarme con los ácidos y las bases, aprendí que cuando se agrega uno u otro indicador a un ambiente ácido o alcalino, las soluciones cambian de color. Por tanto, se utilizan indicadores para determinar la reacción del medio ambiente (ácido, alcalino o neutro). También nos dijeron que los jugos de bayas, frutas y flores de colores brillantes tienen propiedades de indicadores ácido-base, ya que también cambian de color cuando cambia la acidez del ambiente. Me interesaba la pregunta: ¿qué plantas se pueden utilizar como indicadores? ¿Es posible preparar usted mismo soluciones de indicadores vegetales? ¿Los indicadores caseros son adecuados para su uso en el hogar, por ejemplo, para determinar el ambiente de productos alimenticios o productos químicos domésticos con el fin de identificar sus efectos negativos en la piel de las manos? Pensar, relevancia del tema es que las propiedades de los objetos vegetales pueden utilizarse para su aplicación en diversos campos de la ciencia, por ejemplo, la química. Hipótesis: Las soluciones de indicadores vegetales se pueden preparar usted mismo y utilizar en casa para determinar el ambiente de determinadas bebidas y soluciones detergentes. objetivo del trabajo: Estudiar el efecto de indicadores químicos y naturales en diversos ambientes. Tareas: Estudiar fuentes literarias sobre el tema; Considere la clasificación de indicadores; Sacar ciertas conclusiones sobre el uso de indicadores en la vida cotidiana y la naturaleza; Aprenda a aislar indicadores de materias primas naturales; Investigar el efecto de los indicadores naturales en diversos entornos (determinar el entorno de soluciones de algunos productos alimenticios, jugos de bayas y soluciones de detergentes para lavavajillas). I . HISTORIA DEL DESCUBRIMIENTO DE INDICADORES Las sustancias que cambian de color según el entorno fueron descubiertas por primera vez en el siglo XVII por el químico y físico inglés Robert Boyle, quien realizó miles de experimentos. Aquí está uno de ellos. En el laboratorio ardían velas, algo hervía en las retortas, cuando el jardinero llegó a destiempo. Trajo una cesta de violetas. A Boyle le encantaban las flores, pero el experimento tenía que comenzar. Tomó varias flores, las olió y las puso sobre la mesa. Comenzó el experimento, abrieron el matraz y de él salió vapor cáustico. Cuando terminó el experimento, Boyle miró accidentalmente las flores: estaban humeando. Para salvar las flores, las puso en un vaso de agua. Y, qué milagros, las violetas, sus pétalos de color púrpura oscuro, se volvieron rojos. ¿Experiencia aleatoria? ¿Un hallazgo casual? Robert Boyle no habría sido un verdadero científico si hubiera pasado por alto un incidente así. El científico ordenó a su asistente que preparara soluciones, que luego se vertieron en vasos y en cada uno se dejó caer una flor. En algunos vasos, las flores inmediatamente comenzaron a ponerse rojas. Finalmente, el científico se dio cuenta de que el color de las violetas depende de las sustancias contenidas en la solución. Entonces Boyle se interesó en lo que mostrarían otras plantas además de las violetas. Preparó una infusión acuosa de liquen tornasol para sus experimentos. El frasco en el que guardaba la infusión era necesario para ácido clorhídrico. Después de verter la infusión, Boyle llenó el matraz con ácido y se sorprendió al descubrir que el ácido se puso rojo. Interesado en esto, Boyle añadió unas gotas de infusión de tornasol a una solución acuosa de hidróxido de sodio a modo de prueba y descubrió que el tornasol se vuelve azul en un ambiente alcalino. Los experimentos se sucedieron uno tras otro, se probaron acianos y otras plantas, pero aún así los mejores resultados se obtuvieron de los experimentos con líquenes de tornasol. Entonces, en 1663, se descubrió el primer indicador para detectar ácidos y bases, llamado tornasol en honor al liquen. En 1667, Robert Boyle propuso remojar papel de filtro con una decocción de líquenes tropicales, tornasol, así como decocciones de violetas y acianos. Robert Boyle llamó indicadores a los trozos de papel secos y cortados "astutos", que en latín significa "puntero". , ya que apuntan a la solución ambiental. Fueron los indicadores los que ayudaron al científico a descubrir un nuevo ácido: el ácido fosfórico, que obtuvo quemando fósforo y disolviendo el producto blanco resultante en agua. El tornasol se convirtió en el indicador ácido-base más antiguo. Hay que decir que la sustancia colorante tornasol era conocida en el Antiguo Egipto y la Antigua Roma. Se extraía de ciertos tipos de líquenes que crecían en las rocas de Escocia y se usaba como tinte púrpura, pero con el tiempo la receta para su preparación se perdió. En 1640, los botánicos describieron el heliotropo, una planta aromática con flores de color púrpura oscuro, de la que también se aisló una sustancia colorante. Este tinte, junto con el jugo de violeta, también fue ampliamente utilizado por los químicos como indicador, que era rojo en un ambiente ácido y azul en un ambiente alcalino. Más tarde, a mediados del siglo XIX, los químicos aprendieron a sintetizar artificialmente indicadores ácido-base. Así, en 1871, el químico orgánico alemán Adolf von Bayer, futuro premio Nobel, sintetizó por primera vez la fenolftaleína. Hoy en día se conocen varios cientos de indicadores ácido-base sintetizados artificialmente.
II . INDICADORES QUÍMICOS La palabra "indicador"utilizado en diversos campos de la actividad humana: mecánica, matemáticas, biología, ecología, economía, ciencias sociales, ciencias sociales y otros. Indicador(de latitud En el cielo indicador - puntero) es un dispositivo, dispositivo, sistema de información, sustancia u objeto que muestra cambios en cualquier parámetro de un proceso controlado o el estado de un objeto en la forma más conveniente para la percepción humana directa de forma visual, acústica, táctil o de otra manera. manera fácilmente interpretable. Solo consideraremos indicadores químicos. Indicadores químicos- Son sustancias que cambian de color, luminiscencia o forman un precipitado cuando cambia la concentración de cualquier componente en la solución. Son de origen natural y químico. Los indicadores se utilizan con mayor frecuencia para determinar el final de una reacción química o la concentración de iones de hidrógeno mediante un signo fácilmente perceptible. Los indicadores químicos generalmente se dividen en varios grupos.
La escuela utiliza los indicadores ácido-base más comunes. Su ventaja es el bajo costo, la velocidad y la claridad de la investigación. Se trata de compuestos orgánicos solubles que cambian de color en función de la concentración de iones de hidrógeno H+ (pH del ambiente). Esto sucede porque en ambientes ácidos y alcalinos, las moléculas indicadoras tienen estructuras diferentes. Un ejemplo es el conocido indicador fenolftaleína. En un ambiente ácido, este compuesto se encuentra en forma de moléculas no disociadas y la solución es incolora, y en un ambiente alcalino está en forma de iones y la solución tiene un color carmesí. Estos indicadores cambian bruscamente de color dentro de un rango de pH bastante estrecho. Los indicadores universales son mezclas de varios indicadores individuales, seleccionados de modo que su solución cambie de color alternativamente, pasando por todos los colores del arco iris cuando la acidez de la solución cambia en un amplio rango de pH. El pH es un indicador de hidrógeno. Este concepto fue introducido por el químico danés Sørensen para una característica numérica precisa del entorno de la solución y propuso una expresión matemática para su definición: pH = -lg. La naturaleza del medio ambiente es de gran importancia en los procesos químicos y biológicos. Dependiendo del tipo de medio, estos procesos pueden ocurrir a diferentes velocidades y en diferentes direcciones. Por lo tanto, en muchos casos es importante determinar el entorno de la solución con la mayor precisión posible. A pH = 7 el ambiente es neutro, a pH 7 es alcalino. El medio de la solución de prueba se puede determinar aproximadamente por el color de los indicadores. Los indicadores más comunes son el tornasol, la fenolftaleína y el naranja de metilo. Apareció el primer indicador ácido-base. tornasol. De hecho, el tornasol natural es una mezcla compleja: es un polvo negro, soluble en agua, alcohol al 95%, acetona y ácido acético glacial. Sus componentes principales son: azolitmina (C 9 H 10 NO 5) y eritrolitmina (C 13 H 22 O 6). El color del tornasol en diferentes ambientes cambia de la siguiente manera: fenolftaleína C 20 H 14 O 4 (que se vende en farmacias con el nombre de "purgen") es un polvo blanco, cristalino fino, soluble en alcohol al 95%, pero prácticamente insoluble en agua. Se utiliza en forma de solución alcohólica, adquiere un color carmesí en ambiente alcalino y es incoloro en ambientes neutros y ácidos. naranja de metilo, C 14 H 14 N 3 O 3 SNa, es un polvo cristalino de color naranja, moderadamente soluble en agua, insoluble en disolventes orgánicos. El naranja de metilo es verdaderamente naranja en un ambiente neutro. En ácidos su color se vuelve rosa carmesí y en álcalis se vuelve amarillo. Dependiendo de la acidez del medio, el color y el tinte cambian. Verde brillante(Su solución de alcohol se utiliza como desinfectante - verde brillante). En un ambiente fuertemente ácido su color es amarillo y en un ambiente fuertemente alcalino la solución se decolora. Además de los indicadores ácido-base, se conocen otros tipos de indicadores: adsorción, complexométricos. , fluorescentes, isotópicos, redox y otros. papel indicador universal. Se basa en una mezcla de indicadores que permite determinar el valor de pH de soluciones en un amplio rango de concentraciones (1-10; 0-12). Las soluciones de tales mezclas, "indicadores universales", generalmente se impregnan con tiras de "papel indicador", con la ayuda de las cuales se puede determinar rápidamente (con una precisión de décimas de pH) la acidez de las soluciones acuosas en estudio. Para una determinación más precisa, el color del papel indicador obtenido al aplicar una gota de solución se compara inmediatamente con la escala de colores de referencia.
III . INDICADORES NATURALES Los indicadores ácido-base no son sólo químicos. Están a nuestro alrededor, pero normalmente no pensamos en ello. Cuando no existen indicadores químicos reales, se pueden utilizar con éxito indicadores caseros a partir de materias primas naturales para determinar el entorno de la solución. Las materias primas de partida pueden ser flores de geranio, pétalos de peonía o malva, iris, tulipanes oscuros o pensamientos, así como frambuesas, arándanos, aronias, cerezas, grosellas, zumo de uva, espino amarillo y cerezo. Estos indicadores naturales contienen sustancias coloreadas (pigmentos) que pueden cambiar de color en respuesta a un estímulo particular. Y cuando se encuentran en un ambiente ácido o alcalino, lo señalan visualmente. Estos pigmentos son, ante todo, antocianinas. Son (predominantemente) rojos en condiciones ácidas y azules o verdes en condiciones alcalinas. Ejemplo:
Son las antocianinas las que dan los variados tonos de rosa, rojo, azul y violeta a muchas flores, frutas y hojas de otoño. Este color a menudo depende del pH del contenido celular y, por lo tanto, puede cambiar cuando los frutos maduran, las flores se marchitan y las hojas se marchitan. Las antocianinas son compuestos inestables; las células vegetales suelen contener varias antocianinas diferentes y su manifestación está relacionada con la composición química del suelo y la edad de la planta. El té normal también es un indicador. Si vierte jugo de limón en un vaso de té fuerte o disuelve algunos cristales de ácido cítrico, el té se volverá más claro inmediatamente. Si disuelve bicarbonato de sodio en té, la solución se oscurecerá (por supuesto, no debes beber ese té). El té elaborado con flores de hibisco da colores mucho más brillantes. Un indicador también es la tinta ordinaria que, bajo la influencia del ácido, cambia de color de violeta a verde y vuelve a adquirir un color violeta cuando el ácido se neutraliza con álcali. El jugo de remolacha en un ambiente ácido cambia su color rubí a rojo brillante y en un ambiente alcalino cambia a amarillo. Conociendo las propiedades del jugo de remolacha, puedes hacer que el color del borscht sea brillante. Para hacer esto, agregue un poco de vinagre de mesa o ácido cítrico al borscht. A continuación se muestra una lista de plantas cuyas hojas o frutos se pueden utilizar para preparar indicadores naturales.
Mientras está de vacaciones en verano, puede secar pétalos de flores y bayas, a partir de las cuales puede preparar las soluciones necesarias y así obtener indicadores. Los jugos o decocciones de frutas de colores brillantes u otras partes de plantas utilizadas como indicadores naturales deben almacenarse en un recipiente oscuro. Desafortunadamente, los indicadores naturales tienen un serio inconveniente: sus decocciones se deterioran con bastante rapidez: se vuelven amargas o se enmohecen. Por lo tanto, los laboratorios químicos utilizan indicadores sintéticos que cambian bruscamente de color dentro de límites de pH bastante estrechos. IV . APLICACIÓN DE INDICADORES Los indicadores le permiten controlar de forma rápida y precisa la composición de los medios líquidos, controlar los cambios en su composición o el progreso de una reacción química. Como ya se mencionó, las plantas contienen muchos pigmentos naturales, indicadores naturales, la mayoría de los cuales son antocianinas. Dado que las antocianinas tienen buenas propiedades indicadoras, pueden usarse como indicadores para identificar ambientes ácidos, alcalinos o neutros, tanto en la química como en la vida cotidiana. Tanto el comportamiento de las sustancias como la naturaleza de la reacción dependen a menudo de la acidez del medio. Los indicadores naturales se utilizan en muchas áreas de la actividad humana: en medicina y ecología, en agricultura y economía nacional, en la industria alimentaria y en la vida cotidiana. Las antocianinas también se utilizan en cosmética, porque tienen un efecto estabilizador y son colágenos y en la industria alimentaria en forma de aditivo E163 como colorantes naturales. Se utilizan en la elaboración de confitería, bebidas, yogures y otros productos alimenticios. 1. Papel bioquímico de los indicadores y aplicación en medicina. Los datos de los últimos años indican que los colorantes vegetales desempeñan un papel bioquímico enorme, tienen una variedad de efectos medicinales y tienen un efecto beneficioso sobre el cuerpo humano. Las antocianinas son poderosos antioxidantes 50 veces más fuertes que la vitamina C. Muchos estudios han confirmado los beneficios de las antocianinas para la visión. La mayor concentración de antocianinas se encuentra en los arándanos. Por lo tanto, las preparaciones que contienen arándanos son las más demandadas en medicina. Al formar complejos con elementos radiactivos que tienen un efecto perjudicial sobre nuestro organismo, las antocianinas contribuyen a su rápida eliminación del organismo. Así, las antocianinas son garantes de una vida celular larga y saludable, y por tanto prolongan nuestra vida. Tienen un efecto protector sobre los vasos sanguíneos, reduciendo su fragilidad y ayudan a reducir los niveles de azúcar en sangre. Al ingresar al cuerpo humano con frutas y verduras, las antocianinas exhiben un efecto similar a la vitamina P; mantienen la presión arterial y los vasos sanguíneos normales, previniendo hemorragias internas. Las antocianinas son necesarias para las células cerebrales y mejoran la memoria. Las antocianinas tienen propiedades únicas: suprimen el crecimiento tumoral. Por ejemplo, estudios recientes han demostrado que consumir antocianinas en los alimentos ayuda a reducir el riesgo de cáncer de esófago y recto. Las infusiones acuosas y acidificadas preparadas a partir de plantas que contienen antocianinas destruyen la disentería y las bacterias tifoideas en unas pocas horas. Las antocianinas ayudan a prevenir el desarrollo de cataratas y, en general, tienen un efecto beneficioso en todo el organismo. Por tanto, las verduras y frutas de colores vivos se consideran beneficiosas para el organismo. 2. Aplicación de indicadores naturales en la economía nacional. Además de en medicina, las antocianinas también se utilizan en otras áreas de la economía nacional. Por ejemplo, en agricultura, para evaluar la composición química del suelo, su grado de fertilidad y durante la exploración minera. Al agregar un puñado de tierra a la solución de antocianinas, se puede sacar una conclusión sobre su acidez, ya que en el mismo suelo, dependiendo de su acidez, un tipo de planta puede producir un alto rendimiento, mientras que otras se verán deprimidas. “O al menos la conocida patata. Tiene diferentes colores de piel, ojos, brotes y pulpa. La diferencia de color de las patatas depende de los pigmentos que contienen. Los tubérculos de patata de colores suelen ser más ricos en sustancias necesarias para nuestro organismo. Por ejemplo, los tubérculos de pulpa amarilla tienen un alto contenido de grasas, carotenoides, riboflavina y un complejo de flavonoides”. “Debido a la capacidad de las antocianinas para cambiar su color, es posible observar un cambio en el color de los tubérculos de papa dependiendo del uso de fertilizantes y pesticidas minerales. Cuando se aplican fertilizantes de fósforo, las patatas se vuelven blancas, el sulfato de potasio les da un color rosado. El color de los tubérculos cambia bajo la influencia de pesticidas que contienen cobre, hierro, azufre, fósforo y otros elementos. Otras plantas que contienen indicadores naturales también tienen propiedades similares. Esto nos permite evaluar la situación ambiental. En el seguimiento ambiental de la contaminación, el uso de plantas que contienen indicadores naturales a menudo proporciona información más valiosa que la evaluación de la contaminación con instrumentos. Además, este método de seguimiento del estado del medio ambiente es más sencillo y económico” (N.N. Tretyakov. Libro de texto de agronomía). 3. Uso de indicadores en la vida cotidiana Los indicadores de plantas también se pueden utilizar en casa. Los indicadores ayudan a determinar el entorno de soluciones de diversos productos químicos y cosméticos domésticos y a eliminar manchas de origen vegetal. Incluso las amas de casa utilizan indicadores para asegurarse de que el borscht tenga un color rojo brillante: se le agrega un poco de ácido alimentario (acético o cítrico) antes de que finalice la cocción; el color cambia justo ante tus ojos. Desde hace mucho tiempo está de moda escribir invitaciones en pétalos de flores; y se escribían, según la flor y el color deseado de la inscripción, con una solución ácida o alcalina, utilizando una pluma fina o un palo puntiagudo. En el siglo pasado, la reacción del yodo con el almidón (como resultado de lo cual todo se vuelve azul) se utilizó para condenar a comerciantes sin escrúpulos que añadían harina de trigo a la crema agria "para darle espesor". Si deja caer tintura de yodo sobre una muestra de dicha crema agria, el color azul revelará inmediatamente el truco. En el pasado, el tornasol se usaba como tinte, pero cuando se inventaron los tintes sintéticos, el uso del tornasol era limitado. Para ello se utilizan tiras de papel filtrado empapadas en solución de tornasol. V 1. Elaboración de indicadores naturales de materiales vegetales Tareas: 1. Obtener indicadores naturales de los objetos naturales disponibles.2. Cree una escala de cambio de color para cada indicador. Objeto de estudio: Tema de estudio: Métodos de búsqueda: De la literatura aprendí que un extracto de indicadores naturales se puede preparar de diferentes maneras: hirviéndolo en agua o extrayéndolo con algún solvente, por ejemplo, alcohol. Preparé los indicadores hirviendo. Como indicadores naturales se seleccionaron arándanos rojos, arándanos, grosellas negras, remolachas, zanahorias, cúrcuma y té negro.
1. Fabricación de indicadores. Para preparar los indicadores vegetales, tomé 50 g de materias primas, las trituré, vertí 100 ml de agua y las herví durante 1-2 minutos. Esto conduce a la destrucción de las membranas celulares y las antocianinas abandonan libremente las células, coloreando el agua. Las decocciones resultantes se enfriaron y filtraron. Para proteger contra el deterioro, se añadió alcohol al filtrado resultante en una proporción de 2:1. 2. Estudiar la acción de los indicadores. en diversos ambientes, elaborando una tabla de cambios de color. Habiendo recibido las soluciones indicadoras, verifiqué qué color tenían en diferentes ambientes. Se agregaron unas gotas de cada muestra a soluciones de ácido clorhídrico HCl (medio ácido) e hidróxido de sodio NaOH (medio alcalino). Conclusión. Todos los indicadores cambiaron de color en ambientes ácidos y alcalinos. Los indicadores de remolacha, grosella negra, arándano rojo y arándano tuvieron mejores resultados. No todas las sustancias tienen propiedades indicadoras pronunciadas. El té negro sólo cambia de color en condiciones ácidas, mientras que las zanahorias y la cúrcuma sólo cambian de color en condiciones alcalinas. Todos los datos de la investigación están incluidos en la tabla:
Aquí están mis mejores indicadores.
2. Determinación del entorno de algunos productos químicos domésticos utilizando los indicadores obtenidos. Objetivo: Utilizando los indicadores obtenidos, examine los cosméticos, productos de higiene y detergentes. Equipo: muestras de detergentes y productos cosméticos y de higiene; indicadores vegetales (de arándanos rojos, arándanos, grosellas negras y remolachas); Tubos de ensayo
Progreso del experimento.: Disolví muestras seleccionadas de detergentes y productos químicos domésticos en agua y, alternativamente, agregué soluciones de mis indicadores a las soluciones resultantes. Los resultados de la investigación se enumeran en la tabla.
Resultados de la investigacion: El limpiacristales y el jabón para lavar ropa tienen una solución ligeramente alcalina, por lo que estos productos no deben entrar en contacto con los ojos y destruir la protección natural de la piel. En las clases de biología y química aprendí que la superficie exterior de la epidermis está cubierta por una capa microscópicamente delgada: el manto ácido. En la epidermis tienen lugar muchos procesos bioquímicos. Como resultado, se forman ácidos: láctico, cítrico y otros. Además de esto: sebo y sudor. Todo ello conforma el manto ácido de la piel. Por lo tanto, la piel normal es ácida, con un pH cutáneo promedio de 5,5. Cuando utilizamos detergentes alcalinos, alteramos el ambiente ácido normal de la piel de nuestras manos. Para proteger la piel de sus manos de los efectos negativos de dichos productos, debe trabajar con ellos solo con guantes. Es incluso mejor utilizar otros medios: por ejemplo, lavarse las manos con un buen jabón o gel de tocador, o con jabón para bebés al que se le hayan añadido sustancias neutralizadoras de los álcalis. Irritan menos la piel. El champú de mi familia es correcto, el entorno de su solución es cercano al entorno del cuero cabelludo: es completamente seguro. 3. Determinación del entorno de soluciones de algunos. productos lácteos fermentados También comprobé la reacción de los productos lácteos fermentados disponibles en nuestra casa. Pero como me quedé sin soluciones de indicadores naturales, trabajé con un indicador universal de papel. Después de sumergir la tira indicadora en kéfir y yogur casero, noté que el papel se había vuelto rosado. He comprobado la presencia de ácido en estos productos. Se trata de ácidos lácticos y otros ácidos orgánicos que aumentan la secreción de jugo gástrico, mejoran el funcionamiento de los intestinos y normalizan su microflora. Los científicos afirman que el cuerpo absorbe más fácilmente los cultivos de leche fermentada que la leche natural y previenen la proliferación de microbios patógenos dañinos que causan procesos de putrefacción. Es bueno que a nuestra familia le gusten estos productos.
CONCLUSIÓN A partir de fuentes literarias y de Internet, aprendí sobre las acciones de los indicadores químicos y naturales en diversos entornos, es decir, logró su objetivo principal. Aprendí en qué grupos se dividen los indicadores y cómo se comportan en ambientes ácidos, básicos y alcalinos. Resulta que los indicadores se pueden utilizar para diversos fines. Por ejemplo, para quitar una mancha de bayas, primero debe lavar la prenda en un ambiente ácido y solo luego con un detergente común. Y también puedes utilizar indicadores para utilizarlos para determinar el entorno de los detergentes y seleccionar el producto más adecuado. Después de realizar una serie de experimentos, me convencí de que los indicadores son en realidad sustancias que cambian de color cuando cambia la concentración de iones de hidrógeno en una solución y confirmé mi hipótesis. En el mundo moderno, con una gran variedad de productos químicos, es necesario conocer las reglas para el uso correcto de estas sustancias. No descuides las instrucciones de uso. Después de realizar una investigación, llegué a las siguientes conclusiones: Muchas plantas naturales tienen propiedades de indicadores ácido-base, capaces de cambiar de color dependiendo del entorno en el que se encuentran. Estos son los llamados indicadores naturales, flores y frutos de plantas de colores brillantes; Las soluciones de indicadores vegetales se pueden utilizar, por ejemplo, como indicadores ácido-base para determinar el entorno de soluciones de detergentes higiénicos y la calidad de los productos en el hogar; Los indicadores caseros a partir de materias primas naturales se pueden utilizar en las lecciones de química en las escuelas si existe un problema para proporcionar a la escuela reactivos químicos. Desafortunadamente, casi todos los indicadores naturales tienen un serio inconveniente: sus decocciones se echan a perder con bastante rapidez, por lo que a menudo se utilizan soluciones alcohólicas más estables. La ventaja es que son respetuosos con el medio ambiente y se pueden preparar y utilizar en casa. Espero que mi trabajo atraiga la atención de estudiantes y profesores, ya que la información obtenida se puede utilizar en una dirección de aplicación limitada, por ejemplo, en el hogar y en el país. También espero que mi trabajo contribuya al desarrollo de la curiosidad y la observación en los niños. 1. Los indicadores de plantas también se pueden utilizar en casa. El jugo de remolacha en un ambiente ácido cambia su color rubí a rojo brillante y en un ambiente alcalino cambia a amarillo. Conociendo las propiedades del jugo de remolacha, puedes hacer que el color del borscht sea brillante. Para hacer esto, agregue un poco de vinagre de mesa o ácido cítrico al borscht. 2. Se pueden utilizar indicadores naturales para determinar la composición de los medicamentos utilizados para el tratamiento. Muchas drogas son ácidos, sales y bases. Al estudiar sus propiedades, podrás protegerte. Por ejemplo, la aspirina (ácido acetilsalicílico) y muchas vitaminas no se pueden tomar con el estómago vacío, ya que los ácidos que contienen dañarán la mucosa gástrica. 3. Los resultados de los trabajos de investigación se pueden utilizar para determinar el ambiente de diversas soluciones, por ejemplo, lácteos, caldos, limonadas y otros, así como para determinar la acidez del suelo, pues dependiendo de esto, un tipo de planta. Puede producir un alto rendimiento, mientras que otros quedarán oprimidos. 4. Método "popular" para determinar la acidez del suelo. Coloque 3-4 hojas de grosella negra o cereza en un recipiente de vidrio y vierta un vaso de agua hirviendo sobre ellas. Cuando el agua se haya enfriado, echale un trozo de tierra. Si el agua se vuelve roja, el suelo es definitivamente ácido, si se vuelve azul, es ligeramente ácido y si se vuelve verde, es neutro. 5. Los detergentes para lavavajillas tienen un ambiente alcalino y al usarlos es necesario utilizar guantes de goma para proteger la piel de las manos de efectos negativos, ya que el ambiente alcalino destruye el manto ácido de la epidermis. LISTA DE FUENTES UTILIZADAS Alikberova L.Yu. Química entretenida. – M.: AST-PRESS, 2002. Alikberova L.Yu. Química entretenida. Un libro para estudiantes, profesores y padres. – M.: AST-PRESS, 1999. Baykova V.M. Química después de la escuela. - Petrozavodsk: Karelia, 1984. Balaev I.I. Experimento casero de química (Manual del profesor) - M.: Educación, 1977. Gabrielyan O.S. Química 11º grado. Nivel básico: educativo para instituciones educativas. - M.: Avutarda. 2008. Kremenchugskaya M. Química. – M.: Sociedad Filológica “Slovo”, 1995. Kreshkov A.P. Fundamentos de Química Analítica, 3ª ed., libro. 2 – M., 1971. Leenson I.A. Química entretenida. - M.: ROSMEN, 2001. 9. Nazarova T.S., Grabetsky A.A. Experimento químico en la escuela. – M. 1987. 10. Revista científica y práctica “Química para escolares”, nº 4, 2007. 11. Nifantiev E.E. Trabajo extraescolar en química mediante cromatografía.- M.: Educación, 1982. 12. Savina L.A. Estoy explorando el mundo. Enciclopedia infantil. Química. – M.: AST, 1996. 13. Stepin B.D., Alikberova L.Yu. Tareas entretenidas y experimentos espectaculares en química. – M.: Avutarda, 2002. 14. Pilipenko A.T. Manual de química elemental. – Kiev, Duma de Naukova. 1973. 15. Periódico educativo y metodológico para profesores de química “Primero de Septiembre”, No. 22, 2007. 16. Jrámov V.A. Bioquímica analítica. - Volgogrado: Editorial Uchitel, 2007. 17. Shtempler G.I. Química en el tiempo libre. – M.: Educación, “Literatura Educativa”, 1996. 18. Diccionario enciclopédico de un joven químico. – M.: Pedagogía, 1982. Recursos de Internet: 1. http://www.xumuk.ru/encyklopedia/1684.html 3. http://ru.wikipedia.org/wiki. 4. http://www.alhimik.ru 5. http://www.planetseed.com/ruru 6. http://www. alquimia.ru. "Buen consejo." Ver contenido de la presentación
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