自制酸碱指示剂的初步探究

广东仁化县闻韶镇泰学校 刁金花

一、指示剂的发现、原理

1.指示剂的发现

17世纪,英国科学家波义耳在实验中不慎将浓盐酸溅到了紫罗兰花瓣上，冲洗时却发现花瓣变红了。他还发现许多植物的浸出液遇到酸或碱都能变色，其中变色效果最好的是地衣类植物——石蕊，这就是最早使用的酸碱指示剂。

2.指示剂的原理

在水溶液中，由于电离作用，一元弱酸(碱) 总以一对共轭酸(碱)两种型体存在。石蕊在碱、中性、酸分别为蓝、紫色(红蓝同存)、红色，这就是一种物质的不同型体。指示剂就因为在不同酸碱度环境中的型体不同而能指示酸碱性。

二、指示剂的种类

现在实验室常用的指示剂有紫色石蕊试液,无色酚酞试液,pH试纸。从其结构上分主要有以下四类：

1、硝基酚类2、 酚酞类 3、磺代酚酞类 4、偶氮化合物类

三、自制酸碱指示剂的意义

地处最基层的乡村学校，化学兴趣的培养显得尤为艰难，也具有优势——原材料丰富多样。许多物质在遇到酸碱性不同的物质而显示不同的颜色，有些甚至可以代替试液来进行溶液酸碱性实验，并运用于课堂教学中。

在自制酸碱指示剂这个实验中我们进行了大胆的尝试，采集了多种材料进行了预备实验和后期研究。制作和应用培养了中学生创新的意识，提高了中学生的学习热情和创新意识，是一种简单易行而富有趣味的实验教学，特适合在农村中小学推广。色素的研究也有实际意义。

四、实验探究过程

（一）材料处理方法

1.初步处理办法：清洗干净晾干，剪碎研磨至糊状待用

2.色素提取的方法：分别用浸取液（水与酒精1：1）浸泡1小时，过滤，储存在棕色滴瓶中。

表1 色素提取方法

（二）材料筛选

表2 材料筛选

上表可知脐橙皮等共7种材料显色对比不明显。其余7种材料显色有显著差别，适用鉴别。比如紫薯遇酸是红色，而遇碱则是黄绿色。如果将其运用在酸碱的鉴别中，那是非常理想的材料。所以最终筛选出以下材料做进一步的探究。

（三）探究过程

表3 不同质量材料在标准液中的显色

上表分析出某些材料遇酸红色系，而遇碱是黄色到绿色不等，其浓度越大，颜色越深，从易观察和节约药品的理念出发，建议在自制指示剂时可以选择以下制取方案：原材料20g，浸提液100ml（1：1水与95%酒精），浸泡时间60min过滤存于棕色瓶内待用。

（四）不同材料的显色原因探究

表4 适合作指示剂的材料pH值及显色情况

结论：适合作为指示剂的材料本身的pH值大小范围是5＜pH＜7，符合弱酸和酸碱显色对比明显的条件。 五、.结果与分析

综合实验现象和测得数据可知，14种材料中，紫番薯等7种符合条件。其pH值范围5＜pH＜7符合弱酸，又从另7种材料实验可知，弱酸性物质不是都能作指示剂，只有含有符合的色素物质才适合用作指示剂。

六、结论与建议

本实验只对所取的14种材料进行了筛选及选后的7种材料的作为指示剂制备的质量、本身pH值的测定、遇酸（pH=1.13、pH=2.45）碱（pH=12.79、pH=12.46）显色共三方面进行了研究。而对于起所含物质中起显色作用的具体物质结构、作用机理和其在不同pH值溶液中的颜色变化情况还有待进一步的研究。