Các chất chỉ thị pH tự nhiên là các phân tử chịu trách nhiệm về màu sắc quan sát được trong thực vật, trái cây hoặc hoa và một số loại rau. Chúng bao gồm đại đa số họ các hợp chất hữu cơ gọi là anthocyanin, được xác định trong tự nhiên bằng các màu xanh, đỏ và tím.
Do đó, nếu chúng ta có một trái cây màu đỏ, rất có thể màu sắc của nó là do một bộ anthocyanins. Chúng có cấu trúc phân tử cho phép chúng hấp thụ các photon, phản xạ bước sóng mà mắt chúng ta nhận được và não bộ diễn giải thành màu sắc. Khi có sự thay đổi về độ pH, cấu trúc của chúng thay đổi và do đó, màu sắc mà chúng ta cảm nhận được.
Màu sắc của hoa cẩm tú cầu thay đổi tùy thuộc vào độ chua hoặc kiềm của đất nơi cây của bạn phát triển. Nguồn: Pixnio.
Một ví dụ nổi tiếng là hoa cẩm tú cầu. Trong đất chua, giàu nhôm và các cation kim loại khác, chúng có hình cánh hoa hơi xanh (hình trên). Khi độ chua của đất được trung hòa hoặc giảm bớt, hoa cẩm tú cầu có màu tím, cuối cùng có những cánh hoa màu đỏ hoặc hồng trong đất cơ bản.
Một số màu sắc mà chúng ta thấy ở hoa quả rất nhạy cảm với sự thay đổi của độ pH; tuy nhiên, sự thay đổi (thay đổi) màu do các chất màu tự nhiên như vậy không phải lúc nào cũng thuận lợi cho việc sử dụng chúng làm chất chỉ thị axit-bazơ trong phòng thí nghiệm.
Chiết xuất thuốc nhuộm
Lợi ích của việc làm việc với các chất chỉ thị tự nhiên là các thí nghiệm có thể được thực hiện trên an toàn tại nhà với các vật liệu và thành phần đơn giản. Đầu tiên, chất tạo màu phải được loại bỏ bằng cách sử dụng dung môi. Đây có thể là nước hoặc cồn.
Mục đích của việc chiết xuất này là tạo ra một dung dịch có màu sắc, độ pH sẽ thay đổi bằng cách thêm các sản phẩm hàng ngày.
Có rất nhiều phương pháp để có được nó. Một trong số đó là để nguyên vỏ quả, hoa, thân… ngâm trong bình với nước hoặc rượu qua đêm. Quá trình sẽ có hiệu suất tốt hơn nếu nguyên liệu mà chất tạo màu sẽ được chiết xuất từ đó được nghiền nát trước đó; hoặc cho vào cối, dùng tay vò nát hoặc trộn đều.
Một phương pháp khác, nhanh hơn nhiều, bao gồm để nguyên liệu trong vạc với nước sôi trong nửa giờ. Cuối cùng, dùng rây hoặc rây (hoặc giấy lọc nếu có) ta tiến hành lọc bỏ phần chất rắn còn lại và bảo quản phần chất lỏng hoặc dung dịch có màu.
Sau đó, chúng tôi sẽ có chất chỉ thị của chúng tôi, sẽ phụ thuộc vào axit xitric, giấm, natri bicacbonat và chất tẩy rửa. Bằng cách này, sự thay đổi màu sắc của nó có thể được nhìn thấy từ các giá trị pH có tính axit (pH <7) đến cơ bản (pH> 7).
Chỉ thị pH tự nhiên
nghệ
Vì màu sắc không phải do một chất tạo màu duy nhất, mà là hỗn hợp của mười hoặc nhiều chất trong số chúng, nên các chỉ số tự nhiên sẽ được đề cập tùy thuộc vào loại quả hoặc hoa mà chúng tạo nên.
Vì vậy, chúng tôi bắt đầu với bột nghệ, có màu cam đặc trưng của loại rau này và là do hàm lượng curcuminoid của nó. Khi chiết xuất nghệ sẽ tạo ra dung dịch màu vàng. Nếu giấm được thêm vào nó, nó sẽ trở nên không màu, giống như khi thêm axit xitric (từ nước chanh, chanh dây, v.v.).
Trong khi đó, dung dịch nghệ sẽ chuyển từ vàng sang đỏ nếu thêm muối nở, chất tẩy rửa hoặc nước xà phòng vào đó. Thí nghiệm này có thể được thực hiện trong bất kỳ nhà bếp nào hoặc trên bàn gần phòng đựng thức ăn.
Củ cải
Nước củ cải đường (đã được rây) là một trong những chất chỉ thị tự nhiên nổi tiếng nhất trong các thí nghiệm dành cho trẻ em. Từ pH 2 đến 9, nó có màu đỏ, càng ngày càng có màu tím khi độ kiềm của môi trường tăng lên. Tuy nhiên, trong môi trường kiềm mạnh, nó có màu vàng.
Do đó, nước ép củ cải đường sẽ là một chỉ báo tốt để phát hiện sự gia tăng đột ngột của độ kiềm.
Bắp cải tím
Nước ép bắp cải đỏ thậm chí còn được biết đến và sử dụng nhiều hơn nước ép củ cải đường. Các biến thể màu sắc của nó rõ ràng và hữu ích hơn, vì vậy có lẽ nó bao gồm một hỗn hợp phức tạp hơn của anthocyanin.
Được điều chế mới ở pH trung tính, nó có màu tím đặc trưng. Nếu thêm axit, nó sẽ chuyển sang màu đỏ. Trong khi đó, nếu một bazơ được thêm vào, nó sẽ chuyển sang màu xanh lam (pH = 8), xanh lá cây (pH = 9-13), và cuối cùng, màu vàng (pH = 14).
Quả mọng
Một số loại quả mọng, chẳng hạn như anh đào, quả việt quất, quả mâm xôi và nho (mặc dù loại quả sau cũng được coi là trái cây), có hàm lượng anthocyanin khiến chúng trở thành chất chỉ thị axit-bazơ tự nhiên.
Ví dụ, nước ép nho hoạt động theo cách tương tự như nước ép củ cải đường hoặc bắp cải; tuy nhiên, màu sắc thu được khác nhau và ít đa dạng hơn. Ở pH axit, nước nho chuyển sang màu vàng cam; trong khi ở độ pH cơ bản, nó có màu xanh ô liu, màu này càng đậm khi độ pH tiến gần đến 14.
Đối với quả anh đào và quả mâm xôi đen, màu sắc thay đổi từ đỏ (axit) sang xanh lam hoặc tím (bazơ). Ngược lại, anthocyanins trong quả việt quất hoạt động giống như trong bắp cải tím; cả hai chỉ thị đều tạo ra các màu rất giống nhau, với sự khác biệt là dung dịch việt quất không chuyển sang màu xanh lam bất cứ lúc nào.
Cánh hoa
Cánh hoa cũng có thể được nghiền nát để chuẩn bị dung dịch nước hoặc cồn của chúng. Ví dụ, hoa hồng tạo ra dung dịch không màu ở pH trung tính. Nhưng trong môi trường axit (pH <4), chúng chuyển sang màu hồng, trong khi trong môi trường cơ bản (pH> 8), chúng chuyển sang màu vàng xanh.
Mặt khác, các dung dịch được chuẩn bị với cánh hoa dâm bụt vẫn có màu cam cho đến pH 7, khi chúng bắt đầu chuyển sang màu tím sẫm ở các giá trị pH kiềm.
Thí nghiệm có thể được lặp lại và phân tích với các cánh hoa phong lữ, dạ yên thảo, mẫu đơn, ban mai, và các loài hoa khác.
Hành
Bằng cách gọt vỏ của trái cây hoặc rau quả, các dung dịch được chuẩn bị được đánh giá lại như các chất chỉ thị tự nhiên. Với hành tây, chẳng hạn, thu được một dung dịch có tông màu hơi hồng, được làm nổi bật ở pH axit, và từng chút một chuyển sang màu vàng lục ở pH cơ bản.
Các dung dịch cơ bản của hành tây không chỉ có đặc điểm là có màu xanh lục mà còn không có mùi. Chúng không còn mùi như mùi hành nữa.
Tương tự, bạn có thể tiến hành với vỏ của lê, mận, đào, táo và củ cải. Tuy nhiên, các chỉ số kết quả của bạn sẽ không được so sánh với các chỉ số của bắp cải tím hoặc việt quất.
Người giới thiệu
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Hóa học (Xuất bản lần thứ 8). CENGAGE Học tập.
- Tiến sĩ Erica. (2016, ngày 22 tháng 4). Chỉ thị pH tự nhiên: bắp cải vs. củ cải. Phục hồi từ: rosieresearch.com
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (Ngày 16 tháng 9 năm 2019). Các chỉ số pH trong nhà và vườn. Phục hồi từ: thinkco.com
- Joanna Klein. (Ngày 02 tháng 3 năm 2016). Một sự thay đổi nhanh chóng, đầy màu sắc cho một loại rau muống. Thời báo New York. Phục hồi từ: nytimes.com
- Wikipedia. (Năm 2020). chất chỉ thị pH. Khôi phục từ: en.wikipedia.org