自制植物酸碱指示剂及变色范围的研究与应用

徐清红

一、研究背景

酸碱指示剂是一种以颜色变化表征溶液pH值的物质，通常以弱酸弱碱居多，其接触不同酸碱度的溶液会发生不同强度的电离反应，从而造成溶液颜色的差异。

自然界中的多种植物体含有大量的植物色素，除了常用的石蕊与酚酞溶液，其他具有鲜艳颜色的植物是否可以提取出效果显著的酸碱指示剂？下面随笔者一起探究一下。

二、研究目的

部分植物的根、茎、叶、果实等器官中含有大量色素，其浸出液如在不同酸碱条件下是否可以呈现出不同颜色？本次实验选取心里美萝卜、紫甘蓝、紫薯肉和葡萄皮四种植物材料，通过探究其浸出液在不同pH值溶液中的颜色变化，借以判断其是否可以作为有效的酸碱指示剂。

三、研究方法

3.1实验材料

去皮心里美萝卜、紫甘蓝、紫薯肉、葡萄皮

3.2实验用品

实验仪器：破壁机、纱布、玻璃棒、10mL量筒、50mL烧杯、药匙、胶头滴管、点滴板、pH试纸等。

实验试剂：蒸馏水、50%乙醇溶液、盐酸（pH值为1-2）、醋酸（pH值为3-4）、硼酸（pH值为5-6）、氯化钠溶液（pH值为7）、碳酸氢钠溶液（pH值为8-9）、碳酸钠溶液（pH值为10）、氨水（pH值为11-12）、氢氧化钠溶液（pH值为13-14）等。

3.3实验步骤：

心里美萝卜、紫薯肉切小块经破壁机破碎后，取15 g样品置于10 mL乙醇中浸泡30 min，以4层纱布过滤， 取其过滤液。

紫甘蓝、葡萄皮剪碎后，取15 g样品置于10 mL乙醇中浸泡30 min，取其上层清液。

在白色点滴板的孔穴中分别滴入8种对应pH值的酸碱液，依次滴加植物色素的酒精提取液，进而观察并记录颜色变化。

对照实验现象，得出结论

四、研究结果

4.1实验结果

根据3.3所示实验步骤，四种植物色素提取物进行不同pH条件下显色情况如表1所示：

4.2实验结论

如表1所示，心里美萝卜色素浸出液原色为红色，随着pH值的变化，其颜色变化不明显，在pH值小于等于8时，颜色为红色，pH值大于等于9后，颜色由浅黄绿色渐变为黄绿色，最终在pH值为13-14时呈现绿色;紫薯肉色素浸出液原色为浅紫色，隨着pH值的变化，其颜色变化明显，呈现出由粉色向红色，后向绿色系变化的趋势，最终在pH值为13-14时呈现出鹅黄色;紫甘蓝色素浸出液原色为深紫色，随着pH值的变化，其颜色变化较为明显，呈现出由红色向紫色，后向绿色系变化的趋势，最终在pH值为13-14时呈现出绿色;葡萄皮色素浸出液原色为深紫色，随着pH值的变化，其颜色变化不明显，pH值为小于等于4时，其颜色呈浅粉色，随着pH值的增加，颜色变为黄色系，且颜色区别不大。

二、分析与讨论

由4.2实验结论可得，心里美萝卜与葡萄皮的色素浸出液经实验验证其在不同pH值条件下，颜色变化不明显，差异较小，不适合作为pH指示剂使用，紫薯肉与紫甘蓝的色素浸出液经试验验证其在不同pH值条件色，颜色变化明显，差异较大，可作为pH指示剂使用。由于pH标准比色卡上颜色的接近程度及对不同植物色素浸取液颜色变化的描述与事实或许存在差异。

三、应用

根据试验结论小组同学利用紫甘蓝和紫薯的色素浸出液分别对生活中常见物质进行了酸碱性的检测：

以上试剂除立白增白皂pH在10左右、洛娃洗液液pH约7外其他都略显酸性或碱性，在我们日常中正常使用对皮肤伤害较小，尤其是洗衣液与增白皂混合使用会降低去污效果这一说法是不科学的。

二、研究心得

除实验所使用的植物色素外，生活中还有多种具有鲜艳颜色的植物，例如：草莓，蓝莓，芒果，柠檬，茄子等，学生可依此实验结果举一反三，使其在生活中可以主动地思考与发现更多有趣的案例，从而培养其思维能力，审题能力及解决问题的综合能力，本实验旨在通过对学生实验设计，实验操作，实验记录与报告的撰写等方面的要求与指导，帮助其发散思维，开拓兴趣，将课本所学知识与生活相链接，从而带动学生的学习热情。