V naravni indikatorji pH so molekule, ki so odgovorni za colorations opazili v rastline, sadje ali cvetje in nekatere vrste zelenjave. Sestavlja jih velika večina družin organskih spojin, imenovanih antocianini, ki jih v naravi prepoznamo po modri, rdeči in vijolični barvi.
Če imamo torej rdečkasto sadje, je verjetno, da je njegova barva posledica nabora antocianov. Te imajo molekularno strukturo, ki jim omogoča, da absorbirajo fotone, kar odraža valovne dolžine, ki jih naše oči sprejemajo, možgani pa jih razlagajo kot barvo. Ko se spreminja pH, se spremenijo njihove strukture in s tem tudi barva, ki jo zaznamo.
Barva hortenzij se razlikuje glede na kislost ali alkalnost tal, na katerih rastejo vaše rastline. Vir: Pixnio.
Dobro poznan primer je hortenzije. V kislih tleh, bogatih z aluminijevimi in drugimi kovinskimi kationi, predstavljajo modrikaste cvetne liste (zgornja slika). Ker se kislost zemlje nevtralizira ali zmanjša, hidrangeje pokažejo vijolične odtenke, na koncu imajo rdeče ali rožnate cvetne liste v osnovnih tleh.
Več barv, ki smo jim priča plodom ali cvetjem, je občutljivo na spremembe pH; vendar barvni premik (sprememba) teh naravnih barvil ni vedno naklonjen njihovi uporabi kot indikatorji kislinskih baz v laboratoriju.
Ekstrakcija barvila
Prednost dela z naravnimi kazalniki je, da je mogoče eksperimentirati na varnosti doma in s preprostimi materiali in sestavinami. Najprej je treba barvilo odstraniti s topilom. To je lahko voda ali drgnjenje alkohola.
Namen omenjene ekstrakcije je barvna raztopina, katere pH se bo spreminjal z dodajanjem vsakodnevnih izdelkov.
Obstajajo številne metode za njegovo pridobitev. Eden od njih je, da koščke plodov, cvetov, stebel itd. Pustimo čez noč, da jih namočimo v posodi z vodo ali alkoholom. Postopek bo imel boljše delovanje, če je material, iz katerega bo pridobival barvilo, predhodno zdrobljen; bodisi v malti, jo drobite z rokami ali mešajte.
Druga metoda, veliko hitrejša, je sestavljena iz počivanja materiala v kotlu z vrelo vodo pol ure. Končno s pomočjo sita ali sita (ali filtrirnega papirja, če je na voljo) nadaljujemo z odstranjevanjem preostalih trdnih snovi in ohranjamo tekočo ali obarvano raztopino.
Nato bomo imeli svoj indikator, ki bo odvisen od citronske kisline, kisa, sode bikarbone in detergentov. Na ta način je mogoče videti njeno barvno spremembo od kislih pH vrednosti (pH <7) do bazičnih (pH> 7).
Naravni kazalniki pH
Kurkuma
Ker barve niso posledica enega samega barvila, temveč mešanice desetih ali več, je treba navesti naravne kazalce, odvisno od tega, katero sadje ali cvetje sestavljajo.
Začnimo torej s kurkumo v prahu, katere oranžna barva je značilna za to zelenjavo in je posledica vsebnosti kurkuminoidov. Izvleček kurkume povzroči rumenkasto raztopino. Če mu dodamo kis, bo postal brezbarven, enako, kot če bi mu dodali citronsko kislino (iz limoninega soka, pasijonke itd.).
Medtem se bo raztopina kurkume spremenila iz rumene v rdečo, če ji bomo dodali sodo bikarbono, detergent ali milnico. Ta poskus lahko opravite v kateri koli kuhinji ali na mizi v bližini shrambe.
Pesa
Pesni sok (že presejen) je eden najbolj znanih naravnih kazalcev v otroških poskusih. Od pH 2 do 9 pokaže rdečkasto barvo, ko se alkalnost medija poveča in postane bolj vijolična. Vendar ima v močno alkalnih medijih rumeno barvo.
Zato bi bil pesni sok dober pokazatelj za odkrivanje nenadnih povečanj alkalnosti.
Vijolično zelje
Sok rdečega zelja je celo bolj znan in uporabljen kot sok pese. Njegove barvne variacije so bolj očitne in uporabne, zato je verjetno sestavljena iz bolj zapletene mešanice antocianov.
Sveže pripravljen pri nevtralnem pH, kaže značilno vijolično barvo. Če dodamo kislino, se obarva rdeče. Medtem, če dodamo bazo, bo postala modra (pH = 8), zelena (pH = 9-13) in na koncu rumena (pH = 14).
Jagode
Nekatere jagode, na primer češnje, borovnice, robide in grozdje (čeprav slednje velja tudi za sadje), vsebujejo vsebnost antocianina, zaradi česar so naravni indikatorji kislinske osnove.
Na primer, grozdni sok se obnaša podobno kot pesni ali zeljeni sok; vendar so pridobljene barve različne in manj raznolike. Pri kislem pH se grozdni sok obarva rumeno-oranžno; medtem ko ima osnovni pH oljno zelene barve, ki se stopnjujejo, ko se pH približa 14.
Pri češnjah in robidah so spremembe barve od rdeče (kisle) do modre ali vijolične (osnovne). V nasprotju s tem se antocianini v borovnicah obnašajo kot tisti v vijoličnem zelju; oba kazalnika ustvarjata zelo podobni barvi, s to razliko, da raztopine borovnic ne postanejo modre.
Cvetni listi
Cvetne liste lahko tudi zdrobimo, da pripravimo njihove vodne ali alkoholne raztopine. Vrtnice na primer proizvajajo brezbarvne raztopine pri nevtralnem pH. Toda v kislih medijih (pH <4) se obarvajo rožnato, medtem ko se v bazičnih (pH> 8) spremenijo v zelenkasto rumenkasto obarvanost.
Po drugi strani raztopine, pripravljene s cvetnimi listi hibiskusa, ostanejo oranžne do pH 7, ko se pri alkalnih pH vrednosti začnejo temno vijolično.
Poskus je mogoče ponoviti in analizirati s cvetnimi listi geranije, petunije, peonije, jutranje slave, med drugimi cvetovi.
Čebula
S luščenjem kože sadja ali zelenjave pripravimo raztopine, ki jih ponovno ocenimo kot naravne kazalce. Na primer s čebulo dobimo raztopino rožnatega tona, ki je poudarjena v kislem pH, ki pa se malce spremeni v rumenkasto zeleno barvo osnovnega pH.
Za osnovne raztopine čebule ni značilno le, da je zelenkaste barve, ampak je tudi brez vonja. Ne dišijo več kot čebula.
Podobno lahko nadaljujete s koščicami hrušk, sliv, breskev, jabolk in repe. Vendar pa se vaši kazalniki ne bodo primerjali s tistimi iz škrlatnega zelja ali borovnice.
Reference
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
- Dr. Erica (2016, 22. aprila). Naravni indikator pH: zelje vs. pesa. Pridobljeno: rosieresearch.com
- Helmenstine, Anne Marie, dr. (16. september 2019). Kazalniki pH za dom in vrt. Pridobljeno: misel.com
- Joanna Klein. (02. marca 2016). Hitra, barvita sprememba za jutranjo slavo. New York Times. Pridobljeno: nytimes.com
- Wikipedija. (2020). indikator pH. Pridobljeno: en.wikipedia.org