POKUS: Acidobazické indikátory Není jako Vypracovala: Kim Hoangová, Biskupské gymnázium Brno, 2011 V této laboratorní práci se zabývám zkoumáním chování červených rostlinných barviv, snažím se najít příčinu barevných změn a zabývám se barevnou změnou látek v závislosti na kyselosti. Pomůcky: dvě bílé nebo průhledné nádobky (mističky, víčka od přesnídávek, lze i hlubší lžíce), lžička, hrneček, uhličitan sodný (prací soda) nebo roztok hydroxidu sodného Materiál: kečup nebo rajčatový protlak nebo rajčatová šťáva, čerstvá paprika, čaj barvený ibiškem, třešňový kompot, šťava z červené řepy Postup: 1. Nejprve si připravíme roztok uhličitanu sodného: ve skleničce od přesnídávky rozpustíme lžičku uhličitanu v 1/2 skleničky horké vody, mícháme do rozpuštění, skladujeme zavřené na bezpečném místě. Roztok uhličitanu sodného má ve vysokých koncentracích žíravé vlastnosti, proto ho rozhodně nepijme a zabraňme kontaktu s kůží. I v případě méně koncentrovaného roztoku může dojít k podráždění. 2. Každý vzorek ovoce/zeleniny převedeme do "kapalného stavu" - nápoje jsou bez práce, čaje vylouhujeme v menším množství horké vody, marmeládu a kečup rozmícháme v trošce vody, ze šťavnatého ovoce vymačkáme šťávu, je-li šťávy málo, vzorek rozkrájíme na maličké kousky, rozdrtíme v malém množství vody a tuto "obarvenou vodu" použijeme k pokusu. 3. Vybraný kapalný vzorek rozděláme do dvou nádobek, první ponecháme jako srovnávací, do druhé přidáme asi půl lžičky roztoku uhličitanu sodného a zamícháme. 4. Pozorujeme a zapisujeme si barevné změny, pořizujeme fotografie. 5. Totéž proveďeme s ostatními třemi povinnými vzorky, případně s dalšími vzorky podle našeho zájmu.
POZOROVÁNÍ: Úkol č. 1 - Není jako Zkoumala jsem chování červených rostlinných barviv. Při pozorování jsem se snažila najít odpovědi na následující otázky, které jsem si položila: 1. Která barviva výrazně měnila barvu se změnou kyselosti prostředí? 2. Která barviva neměnila barvu se změnou kyselosti prostředí? vzorek produkt z rajčat paprika rybíz ibiškový čaj třešňový kompot řepa původní barva, nahnědlá tmavě oranžová růžová barva v roztoku uhličitanu sodného mění barvu podle kyselosti prostředí?, nahnědlá tmavě hnědá, zelená, šedá hnědá, zelená tmavě modrá fialová ne ne ano ano ano ano Fotografie: rajčatová šťáva
paprika rybízová marmeláda čaj
třešňový kompot šťáva z červené řepy
Úkol č. 2 - Barevné změny látek v závislosti na kyselosti V pokusu jsem pozorovala barevné změny některých přírodních barviv. Při řešení následujících úkolů zkoumám souvislost struktury barviva s jeho chováním při změně kyselosti. ZÁVĚRY Z PROVEDENÉHO POKUSU: vzorek obsahuje červené barvivo produkt z rajčat lykopen paprika kapsanthin rybíz, třešeň, bezinky kyanidin (i delfinidin) ibiškový čaj delfinidin strukturní vzorec obsaženého barviva Zkoumání podobnosti strukturních vzorců čtyř obsažených barviv: Která barviva patří z hlediska struktury k sobě? Která patří k sobě z hlediska chování v zásaditém prostředí? Co z toho vyplývá o vztahu vlastností a struktury barviva? Strukturně k sobě patří lykopen a kapsanthin. Lykopen je obsažen v rajčatech, kapsanthin v paprice. Ani jedna z těchto látek v zásaditém prostředí barvu nezměnila. Naopak delfinidin, který je obsažen v ibišku a kyanidin, který je obsahují v třešně a rybíz, v zásaditém prostředí svou barvu změnili (většinou do modra až zelena). Kyanidin a delfidin patří mezi anthokyany. Lykopen a kapsanthin patří mezi karotenoidy.
Úkol č.3 - Příčiny barevnosti a barevných změn Nyní se podíváme podrobněji na to, proč jsou barviva barevná a jaké jsou příčiny barevných změn a "nezměn", které jsem pozorovala. Ukázkový text: Vodu nelze použít jako acidobazický indikátor. Sama o sobě je bezbarvá, v přítomnosti zásady silnější, než je voda, je vodě utržen vodíkový kationt, ale výsledek je opět bezbarvý. Analogický text s analogickou chemickou rovnicí pro některé z barviv, o němž jsem zjistila, že je DOBRÝM acidobazickým indikátorem: Rovnice reakce v zásaditém prostředí: Která část molekuly je zodpovědná za červenou barvu všech čtyř zkoumaných látek? Za červenou barvu jsou zřejmě odpovědné konjugované vazby, které mají všechny barviva. Co je příčinou, že po odtržení vodíkového kationu se tak výrazně změní barva látky? Řekla bych, že barevnou změnu způsobují OH skupiny, ze kterých je odštěpován kation vodíku, který reaguje s hydroxylovou skupinou zásady.