Исследовать возможность использования чая как природного индикатора

Задачи.

Определить значения рН чайного настоя различных сортов чая

Исследовать изменение цвета чайного раствора в зависимости от рН исследуемого раствора.

Для многих процессов значение рН играет важную роль. Так, рН крови человека и животных имеет строго постоянное значение. Растения могут нормально произрастать только при значениях рН почвенного раствора, лежащих в определенном интервале, характерном для данного вида растений. Свойства природных вод, в частности их коррозионная активность, сильно зависят от их рН. Часто аквариумистам необходимо определить значение рН воды в аквариуме. Многим хозяйкам при консервировании овощей и фруктов необходимо использовать маринады определенной кислотности.

Водородный показатель почвенного раствора является одним из тех факторов, от которого зависит урожайность данного вида культурного растения на данной почве.

Так, при культивировании в кислых питательных растворах с водородным показателем рН=5,0-5,5 проростки ячменя вообще не развиваются, в то время как картофель при данных значениях рН дает особенно богатый урожай. Большое значение водородный показатель имеет для жизнедеятельности почвенной микрофлоры. На кислых почвах микроорганизмы, разрушающие клетчатку и перерабатывающие ее в темный пористый перегной, почти прекращают свою полезную жизнедеятельность. От величины водородного показателя зависит усвояемость растениями фосфорных удобрений. Средний фосфат кальция усваивается растениями только на кислых почвах. Водородный показатель почвы может влиять на урожай через понижение или увеличение заболеваемости растений. Так, капустная кила наблюдается только на кислых почвах.

Распространенность индикаторов в природе

Почти все пигменты, кроме желтых, придающие лепесткам цветов их разнообразную окраску, являются индикаторами. Так, изменение окраски цветов медуницы из красной в фиолетовую, а затем в синюю обуславливается не сменой пигментов, а изменение окраски пигмента-индикатора вследствие изменения кислотности внутриклеточного сока цветка с его возрастом.

Индикаторами являются и многие краски. Обычные чернила представляют собой водный раствор метилвиолета, который также представляет собой индикатор (с большим значением константы диссоциации). Поэтому чернила под влиянием кислоты изменяют окраску-с фиолетовой в зеленую и вновь приобретают фиолетовую окраску при нейтрализации кислоты щелочью

К индикаторам относят такие вещества, которые вызывают изменение окраски раствора и дают возможность устанавливать момент окончания реакции или тип среды. Окраска индикаторов меняется в зависимости от концентрации ионов водорода. Наиболее распространенными являются: метиловый оранжевый, метиловый красный,

-2- фенолфталеин, лакмус. Чтобы какое-либо вещество могло служить индикатором, оно должно удовлетворять следующим необходимым и достаточным условиям:

- должно быть слабой кислотой или слабым основанием;

-его молекулы и ионы должны иметь разную окраску;

-окраска их должна быть чрезвычайно интенсивной, чтобы быть заметной при добавке испытуемому раствору малого количества индикатора.

Если индикатор слабая кислота, то при попадание индикатора в кислую среду, т. е. в условия высокой концентрации ионов водорода. Равновесие сместится справа налево, т. е. произойдет молизация индикатора, и раствор примет окраску его молекул. При попадании индикатора в щелочную среду гидроксид - ионы свяжут ионы водорода, образующиеся при диссоциации индикатора, и равновесие сместится слева направо, в сторону диссоциации индикатора, из-за чего раствор примет окраску его анионов.

Индикатор принимает строго промежуточную окраску в таких растворах, в которых концентрация ионов водорода численно равна константе диссоциации индикатора. Этим объясняется неодинаковая чувствительность разных индикаторов к ионам водород. Чем меньше константа диссоциации индикатора, тем при меньшей концентрации ионов водорода он изменяет окраску из « щелочной » в « кислотную».

Почти все индикаторы, применяемые при методах нейтрализации, представляют собой органические красители, обладающие слабокислотными или слабоосновными свойствами, недиссоциирующие молекулы который, с одной стороны, и ионы органического остатка – с другой, обладают различной окраской. Молекулы всякого индикатора содержат в своем составе особые группы атомов с двойными связями, называемые хромофорами. Хромофоры обладают свойством перегруппировки, вследствие чего при диссоциации индикаторов и переходе их из одной среды в другую структура молекулы индикатора несколько видоизменяется. Таким образом, любой индикатор метода нейтрализации можно представить как слабую органическую кислоту и ее соль, которые в зависимости от среды образуют в растворе или органические ионы или соответствующие им недиссоциированные, но структурно видоизмененные молекулы с различной для тех и других окраской.

Для исследований были взяты образцы различных сортов чая. Чай заваривали следующим образом: 1г чая заливали 50мл горячей воды. Через 10мин чайный настой фильтровали через фильтр. К фильтрату приливали раствор гидроксида натрия. При добавлении каждой новой порции гидроксида натрия определяли значение рН и цвет раствора. С каждым сортом чая опыты повторяли 5 раз.

При добавлении новой порции раствора гидроксида натрия к настою чая происходит изменение цвета раствора чая. Цвет меняется, в зависимости от значения рН, от красного до болотного. Более заметно изменение цвета для черных чаев. Зеленые чаи мало изменяют цвет при добавлении гидроксида натрия. Наиболее контростное изменение происходило при использовании чаев сортов : «Каркаде», «Lspton», «Майский», «Индийский». Чай зеленый китайский «Цветок жасмина» при добавлении к нему гидроксида натрия цвет не изменял вообще.

Выводы.

Чай является природным индикатором и может применяться при определении значений кислотности среды ( рН ). Для«Майский», этой цели наиболее оптимально использовать такие чаи как «Каркаде», «Lspton», «Майский», «Индийский».

Изменение цвета чая в зависимости от значений рН раствора.