ПРОЕКТ «Природні індикатори та їх використання»

ПРОЕКТ «Природні індикатори та їх використання»

Учасники проекту:  учні 8 класу.

Тип проекту: пошуково-творчий.

Термін роботи: 2 місяці

1. Актуальність проекту як навчальної технології.

В основі проекту лежать інтереси учнів. Участь у проекті забезпечує вміння розв’язувати значущі в дослідницькому та творчому плані проблеми, що потребують інтегрованих знань і дослідницького пошуку.

2. Мета і завдання проекту.

• Виявити природні індикатори, як альтернативу промисловим.
• Дослідити властивості природних індикаторів на практиці.
• Порівняти дію природних індикаторів і промислових.
• Розвивати в учнів вміння будувати промову, виступати перед аудиторією, чітко інтерпретувати результати досліджень.
• Удосконалювати вміння ефективно використовувати засоби електронних комунікацій.

3. План роботи над проектом.

• Постановка проблеми.
• Визначення теми й мети проекту.
• Ознайомлення учнів із суттю проекту та основними етапами його реалізації.
• Робота з інформаційними ресурсами.
• Звіти творчих груп.
• Презентація проекту.

4. Структура проекту

Ключове питання: Які існують природні індикатори?

Тематичні питання: 

• Що таке індикатори?
• Історія відкриття індикаторів.
• Як добути природні індикатори?
• Дія природних індикаторів.
• Порівняння властивостей природних і промислових індикаторів.

5. Очікувані результати

• Вироблення в учнів уміння працювати з додатковою літературою, систематизувати матеріал, проводити експерименти, робити висновки.
• Удосконалювати вміння працювати з хімічним посудом, проводити досліди, готувати доповіді й виступати з ними.
• Розвиток умінь працювати в команді.

Презентація проекту

 «Природні індикатори та їх використання»

Вступне слово

Учень: Добираючи матеріал для виступу, ми з’ясували такі питання:

• Що таке індикатори?
• Як добути природні індикатори?
• Дія природних індикаторів.
• Порівняння властивостей природних і промислових індикаторів.

Для роботи ми об’єдналися в групи й визначили напрямок дослідження:

І група теоретики:  з’ясувала: що таке індикатори; історію відкриття індикаторів; дія індикатора; методи добування  речовин індикаторів.

ІІ група дослідники: дослідила витяжки з квітів рослин як сировину для отримання індикаторів.

ІІІ група дослідники: дослідила ягоди як сировину для отримання індикаторів.

ІV група дослідники: дослідила сік овочів як сировину для отримання індикаторів.

V група статисти: на основі даних які отримали чотири перші групи зробили висновки і розробили рекомендації

Учні групи І з’ясували

Слово "індикатор" у перекладі з латини означає "вказівник". Це органічні речовини, які можуть приєднувати йони Н⁺ або ОН^-. Залежно від того, який йон приєднала молекула індикатора, вона змінює свою структуру. У результаті ми спостерігаємо зміну кольору індикатора. Якщо індикатор містився в розчині – змінюється колір розчину, якщо він був нанесений на папір (індикаторний папір) – змінюється колір індикатора.

Вперше індикатори, виявив в 17 столітті англійський хімік і фізик Роберт Бойль. Щоб зрозуміти, як працює світ, Бойль провів тисячі експериментів. Ось один з них. В лабораторії горіли свічки, у колбах щось кипіло,  коли недоречно прийшов садівник. Він приніс кошик з фіалками. Бойль дуже любив квіти, але довелося починати дослід. Він взяв декілька квіток, понюхав і поклав їх на стіл. Дослід почався, відкрили колбу, з відти почав виділятися їдкий  пар. Коли дослід скінчився, Бойль випадково подивився на квіти, вони димілися. Щоб зберегти квіти, він опустив їх до склянки з  водою. І що за чудо фіалки, їх темно фіолетові пелюстки стали червоними. Випадковий дослід? Випадкова знахідка? Роберт Бойль був би не справжнім вченим, якби не звернув увагу на такий випадок. Вчений велів помічнику готувати розчини, які потім перелили в склянки і в кожний опустили по квітці.  У деяких склянках квіти відразу почали червоніти. Нарешті, він зрозумів, що колір фіалки залежить від того, який розчин знаходиться у склянці, які речовини містяться в розчині. Тоді Бойля зацікавило, що покажуть не фіалки а інші рослини. Експерименти проводилися один за іншим. Найкращі результати мають експерименти з lakmusovym лишайником. Тоді Бойль опустив в настій лакмусового лишайника звичайні паперові смужки. Зачекав, коли вони наситяться настоєм, потім висушив  їх. Ці розумні папірці Роберт Бойль назвав індикаторами, що в перекладі з латині означає «вказівник», оскільки вони вказують на середовище розчину. Саме індикатори допомогли вченому  виявити нову ортофосфатну кислоту, яку він отримав при спалюванні фосфору і розчиненні  білого продукту що утворився  у воді. В даний час на практиці широко використовуються такі індикатори: лакмус, фенолфталеїн  і  метилоранж.

Лакмус (від гол. lakmoes) (рос. лакмус, англ. litmus, нім. Lackmus n, Lackmuspapier n) — фарбуюча речовина, яка добувається з деяких лишайників. Застосовують як індикатор для визначення реакції середовища; в кислому середовищі спостерігається червоне забарвлення лакмуса, в лужному — синє, в нейтральному — фіолетове.

Випускають головним чином у вигляді лакмусового паперу. Лакмусовий папір — це фільтрувальний папір, просочений розчином лакмусу. Використовується як індикатор на кислоти і луги.

Фенолфталеїн (4,4'-діоксифталофенон або 3,3-біс-(4-гідроксифеніл)фталід) — трифенілметановий барвник, кислотно-основний індикатор, що змінює забарвлення від безбарвного (при pH < 8,2) до червоно-фіолетового, «малинового» (в лузі); але в концентрованому лузі — знову безбарвний. В концентрованій сульфатній кислоті утворює оранжевий катіон.

Одержують фенолфталеїн нагріванням суміші фталевого ангідриду і фенолу у мольному співвідношенні 1:2 (фенол часто беруть в надлишку), в присутності концентрованої сульфатної кислоти і цинк хлориду або алюміній хлориду.

Метилоранж (англ. methyl-orange, нім. Methylorange n) — органічний барвник. Водний розчин М. застосовують як індикатор.

У розчині при зменшенні кислотності, метиловий оранжевий переходить від червоного до оранжевого, і, нарешті, жовтого. Зворотні процеси відбуваються при збільшенні кислотності. Слід зазначити, що всі зміни кольору відбувається в кислому середовищі.

А чи можна одержати індикатори в домашніх умовах? Звичайно, так.

Сировиною в цьому випадку будуть різні частини рослин. Важливо, щоб вони мали забарвлення, яке буде змінюватися залежно від середовища. Як правило, це частини рослин, забарвлені в темно-червоний або синій колір.

         Так, сировиною для одержання індикаторів можуть бути червоні тюльпани, плоди чорноплідної горобини, чорниці, малини, вишні, чорної смородини, сік червоного буряка, квіти мальви й навіть чай каркаде, який роблять із квітів гібіскуса. Напевно, ви самі, трохи поекспериментувавши, знайдете ще природні індикатори в лісі, саду, городі, полі.

         Речовини-індикатори містяться в клітинах рослин, і їх потрібно вилучити звідти. Це можна зробити по-різному: наприклад, з ягід, червоного буряку можна просто видавити трохи соку. Сік слід розбавити водою так, щоби розчин став прозорим.

         З пелюстків квітів, чаю розчин індикатора можна одержати екстракцією, тобто просто залити окропом і дати настоятися. Розчинні речовини перейдуть у розчин – екстрагуються. Можна помістити частини рослин у водяну баню й там нагрівати доти, поки розчин не забарвиться. Водяну баню влаштувати зовсім просто: кладете в одну ємність досліджуваний матеріал, заливаєте водою, потім поміщаєте все це в ємність більшого розміру й ставите на вогонь. Такий розчин називають ще відваром.

Потім отримані розчини потрібно профільтрувати, злити в чистий посуд і зберігати в холодильнику. Пам’ятайте, що він легко може зіпсуватися, адже там немає консервантів. Краще відразу приступити до дослідів.

Візьміть 3 склянки. В одну налийте чистої кип’яченої води – це нейтральне середовище, в іншу – оцет, розчин лимонної кислоти. Це, звичайно, розчин з кислим середовищем. У третю склянку додайте розчин пральної або питної соди. Цей розчин має лужне середовище. Розчину потрібно зовсім небагато. Крапніть у кожну з них декілька крапель приготовленого вами індикатора Свої спостереження щодо зміни кольору розчину слід записати. Вони дуже знадобляться вам у подальших дослідженнях.

Учні групи ІІ з’ясували:  

Завданням нашої групи було дослідження витяжки квітів росли, як сировину для отримання індикаторів.

Для дослідження ми брали квіти з забарвленням віночка від рожевого до фіолетового. Проводячи дослідження ми дізналися, що витяжка не з усіх квітів здатна змінювати своє забарвлення у різних середовищах. Результати своїх досліджень ми занесли до таблиці.

Результати досліджень

Учні групи ІІІ з’ясували:  

Завданням нашої групи було дослідження соку ягід, як сировину для отримання індикаторів.

Для дослідження ми брали ягоди з червоно-фіолетовим забарвленням. Проводячи дослідження ми дізналися, що сік майже всіх ягід які ми досліджували змінюють забарвлення в різних середовищах однаково. Результати своїх досліджень ми занесли до таблиці.

Результати досліджень

Учні групи ІV з’ясували:  

Завданням нашої групи було дослідження соку овочів, як сировину для отримання індикаторів.

Для дослідження ми брали овочі з оранжевим, червоним, фіолетовим забарвленням. Провівши дослідження ми переконалися що сік з овочі оранжевого забарвлення не змінюють колір у різних середовищах. Результати своїх досліджень ми занесли до таблиці.

Результати досліджень

Учні групи V з’ясували:  

Завданням нашої групи було узагальнити результати отримані попередніми групами,  зробити висновки і розробити рекомендації.

Висновки і рекомендації.

1. Найпоширеніші рослинні пігменти: флаваноїди та антоціани.
2. Для виготовлення розчинів рослинних індикаторів найкраще використовувати таку природну речовину:

• відвари з квітів гібіскуса, фаленопсиса, сентполії, пеларгонії, тюльпана, традесканції;
• сік з вишні, смородини, калини, полуниці, аличі, гранату;
• сік з червонокачанної капусти і столового буряка.

3. Інтенсивність забарвлення індикаторів залежить від значення рН середовища: від рожевого до червоного – у кислому, і від фіолетового, блакитного до жовто-зеленого, зеленого, зелено-коричневого і майже чорного – у лужному.
4. Перевагою природних індикаторів є їх доступність, невисока вартість, швидкість та точність аналізу.

Використані матеріали

1. http://uk.wikipedia.org
2. http://www.slideshare.net/Liliya_anatolivna/ss-38263860
3. http://festival.1september.ru/articles/534067/
4. Журнал «Хімія для допитливих». Пілотний номер. Вид. група «Основа» - 2011 рік
5. http://www.twirpx.com/file/1421926/