自制植物酸堿指示劑及變色范圍的研究與應用

徐清紅

一、研究背景

酸堿指示劑是一種以顏色變化表征溶液pH值的物質，通常以弱酸弱堿居多，其接觸不同酸堿度的溶液會發生不同強度的電離反應，從而造成溶液顏色的差異。

自然界中的多種植物體含有大量的植物色素，除了常用的石蕊與酚酞溶液，其他具有鮮艷顏色的植物是否可以提取出效果顯著的酸堿指示劑？下面隨筆者一起探究一下。

二、研究目的

部分植物的根、莖、葉、果實等器官中含有大量色素，其浸出液如在不同酸堿條件下是否可以呈現出不同顏色？本次實驗選取心里美蘿卜、紫甘藍、紫薯肉和葡萄皮四種植物材料，通過探究其浸出液在不同pH值溶液中的顏色變化，借以判斷其是否可以作為有效的酸堿指示劑。

三、研究方法

3.1實驗材料

去皮心里美蘿卜、紫甘藍、紫薯肉、葡萄皮

3.2實驗用品

實驗儀器：破壁機、紗布、玻璃棒、10mL量筒、50mL燒杯、藥匙、膠頭滴管、點滴板、pH試紙等。

實驗試劑：蒸餾水、50%乙醇溶液、鹽酸（pH值為1-2）、醋酸（pH值為3-4）、硼酸（pH值為5-6）、氯化鈉溶液（pH值為7）、碳酸氫鈉溶液（pH值為8-9）、碳酸鈉溶液（pH值為10）、氨水（pH值為11-12）、氫氧化鈉溶液（pH值為13-14）等。

3.3實驗步驟：

心里美蘿卜、紫薯肉切小塊經破壁機破碎后，取15 g樣品置于10 mL乙醇中浸泡30 min，以4層紗布過濾， 取其過濾液。

紫甘藍、葡萄皮剪碎后，取15 g樣品置于10 mL乙醇中浸泡30 min，取其上層清液。

在白色點滴板的孔穴中分別滴入8種對應pH值的酸堿液，依次滴加植物色素的酒精提取液，進而觀察并記錄顏色變化。

對照實驗現象，得出結論

四、研究結果

4.1實驗結果

根據3.3所示實驗步驟，四種植物色素提取物進行不同pH條件下顯色情況如表1所示：

4.2實驗結論

如表1所示，心里美蘿卜色素浸出液原色為紅色，隨著pH值的變化，其顏色變化不明顯，在pH值小于等于8時，顏色為紅色，pH值大于等于9后，顏色由淺黃綠色漸變為黃綠色，最終在pH值為13-14時呈現綠色;紫薯肉色素浸出液原色為淺紫色，隨著pH值的變化，其顏色變化明顯，呈現出由粉色向紅色，后向綠色系變化的趨勢，最終在pH值為13-14時呈現出鵝黃色;紫甘藍色素浸出液原色為深紫色，隨著pH值的變化，其顏色變化較為明顯，呈現出由紅色向紫色，后向綠色系變化的趨勢，最終在pH值為13-14時呈現出綠色;葡萄皮色素浸出液原色為深紫色，隨著pH值的變化，其顏色變化不明顯，pH值為小于等于4時，其顏色呈淺粉色，隨著pH值的增加，顏色變為黃色系，且顏色區別不大。

二、分析與討論

由4.2實驗結論可得，心里美蘿卜與葡萄皮的色素浸出液經實驗驗證其在不同pH值條件下，顏色變化不明顯，差異較小，不適合作為pH指示劑使用，紫薯肉與紫甘藍的色素浸出液經試驗驗證其在不同pH值條件色，顏色變化明顯，差異較大，可作為pH指示劑使用。由于pH標準比色卡上顏色的接近程度及對不同植物色素浸取液顏色變化的描述與事實或許存在差異。

三、應用

根據試驗結論小組同學利用紫甘藍和紫薯的色素浸出液分別對生活中常見物質進行了酸堿性的檢測：

以上試劑除立白增白皂pH在10左右、洛娃洗液液pH約7外其他都略顯酸性或堿性，在我們日常中正常使用對皮膚傷害較小，尤其是洗衣液與增白皂混合使用會降低去污效果這一說法是不科學的。

二、研究心得

除實驗所使用的植物色素外，生活中還有多種具有鮮艷顏色的植物，例如：草莓，藍莓，芒果，檸檬，茄子等，學生可依此實驗結果舉一反三，使其在生活中可以主動地思考與發現更多有趣的案例，從而培養其思維能力，審題能力及解決問題的綜合能力，本實驗旨在通過對學生實驗設計，實驗操作，實驗記錄與報告的撰寫等方面的要求與指導，幫助其發散思維，開拓興趣，將課本所學知識與生活相鏈接，從而帶動學生的學習熱情。