廣東仁化縣聞韶鎮(zhèn)泰學(xué)校 刁金花

一、指示劑的發(fā)現(xiàn)、原理

1.指示劑的發(fā)現(xiàn)

17世紀(jì),英國(guó)科學(xué)家波義耳在實(shí)驗(yàn)中不慎將濃鹽酸濺到了紫羅蘭花瓣上，沖洗時(shí)卻發(fā)現(xiàn)花瓣變紅了。他還發(fā)現(xiàn)許多植物的浸出液遇到酸或堿都能變色，其中變色效果最好的是地衣類植物——石蕊，這就是最早使用的酸堿指示劑。

2.指示劑的原理

在水溶液中，由于電離作用，一元弱酸(堿) 總以一對(duì)共軛酸(堿)兩種型體存在。石蕊在堿、中性、酸分別為藍(lán)、紫色(紅藍(lán)同存)、紅色，這就是一種物質(zhì)的不同型體。指示劑就因?yàn)樵诓煌釅A度環(huán)境中的型體不同而能指示酸堿性。

二、指示劑的種類

現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)室常用的指示劑有紫色石蕊試液,無(wú)色酚酞試液,pH試紙。從其結(jié)構(gòu)上分主要有以下四類：

1、硝基酚類2、 酚酞類 3、磺代酚酞類 4、偶氮化合物類

三、自制酸堿指示劑的意義

地處最基層的鄉(xiāng)村學(xué)校，化學(xué)興趣的培養(yǎng)顯得尤為艱難，也具有優(yōu)勢(shì)——原材料豐富多樣。許多物質(zhì)在遇到酸堿性不同的物質(zhì)而顯示不同的顏色，有些甚至可以代替試液來(lái)進(jìn)行溶液酸堿性實(shí)驗(yàn)，并運(yùn)用于課堂教學(xué)中。

在自制酸堿指示劑這個(gè)實(shí)驗(yàn)中我們進(jìn)行了大膽的嘗試，采集了多種材料進(jìn)行了預(yù)備實(shí)驗(yàn)和后期研究。制作和應(yīng)用培養(yǎng)了中學(xué)生創(chuàng)新的意識(shí)，提高了中學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)新意識(shí)，是一種簡(jiǎn)單易行而富有趣味的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，特適合在農(nóng)村中小學(xué)推廣。色素的研究也有實(shí)際意義。

四、實(shí)驗(yàn)探究過程

（一）材料處理方法

1.初步處理辦法：清洗干凈晾干，剪碎研磨至糊狀待用

2.色素提取的方法：分別用浸取液（水與酒精1：1）浸泡1小時(shí)，過濾，儲(chǔ)存在棕色滴瓶中。

表1 色素提取方法

（二）材料篩選

表2 材料篩選

上表可知臍橙皮等共7種材料顯色對(duì)比不明顯。其余7種材料顯色有顯著差別，適用鑒別。比如紫薯遇酸是紅色，而遇堿則是黃綠色。如果將其運(yùn)用在酸堿的鑒別中，那是非常理想的材料。所以最終篩選出以下材料做進(jìn)一步的探究。

（三）探究過程

表3 不同質(zhì)量材料在標(biāo)準(zhǔn)液中的顯色

上表分析出某些材料遇酸紅色系，而遇堿是黃色到綠色不等，其濃度越大，顏色越深，從易觀察和節(jié)約藥品的理念出發(fā)，建議在自制指示劑時(shí)可以選擇以下制取方案：原材料20g，浸提液100ml（1：1水與95%酒精），浸泡時(shí)間60min過濾存于棕色瓶?jī)?nèi)待用。

（四）不同材料的顯色原因探究

表4 適合作指示劑的材料pH值及顯色情況

結(jié)論：適合作為指示劑的材料本身的pH值大小范圍是5＜pH＜7，符合弱酸和酸堿顯色對(duì)比明顯的條件。 五、.結(jié)果與分析

綜合實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和測(cè)得數(shù)據(jù)可知，14種材料中，紫番薯等7種符合條件。其pH值范圍5＜pH＜7符合弱酸，又從另7種材料實(shí)驗(yàn)可知，弱酸性物質(zhì)不是都能作指示劑，只有含有符合的色素物質(zhì)才適合用作指示劑。

六、結(jié)論與建議

本實(shí)驗(yàn)只對(duì)所取的14種材料進(jìn)行了篩選及選后的7種材料的作為指示劑制備的質(zhì)量、本身pH值的測(cè)定、遇酸（pH=1.13、pH=2.45）堿（pH=12.79、pH=12.46）顯色共三方面進(jìn)行了研究。而對(duì)于起所含物質(zhì)中起顯色作用的具體物質(zhì)結(jié)構(gòu)、作用機(jī)理和其在不同pH值溶液中的顏色變化情況還有待進(jìn)一步的研究。