自然なpH指示薬は、植物、果物や花や野菜で観察着色する責任分子です。それらはアントシアニンと呼ばれる有機化合物のファミリーの圧倒的多数にあり、アントシアニンは青、赤、紫の色で自然に識別されます。
したがって、赤みがかった果物の場合、その色はアントシアニンのセットによるものである可能性があります。これらは、それらが光子を吸収することを可能にする分子構造を有し、私たちの目が受け取る波長を反映し、脳は色として解釈します。pHに変化があると、それらの構造が変化し、したがって、私たちが認識する色が変化します。
アジサイの色は、植物が育つ土壌の酸性度やアルカリ性によって異なります。出典:Pixnio。
よく知られている例は、アジサイです。アルミニウムやその他の金属カチオンが豊富な酸性土壌では、青みがかった花びらを示します(上の画像)。土壌の酸性度が中和または減少すると、アジサイは紫色の色合いを示し、最終的に基本的な土壌では赤みがかったピンク色の花びらを持ちます。
果物や花に見られる色のいくつかは、pHの変化に敏感です。しかしながら、そのような天然着色剤が被る色変化(変化)は、実験室での酸塩基指示薬としての使用に必ずしも好ましいとは限りません。
染料抽出
自然な指標を使用することの利点は、実験を家庭の安全性について、簡単な材料と成分を使用して行うことができることです。まず、溶剤を使用して着色剤を除去する必要があります。これは水または消毒用アルコールです。
前記抽出の目的は、日常の製品を加えることによってpHが変化する色とりどりの溶液を得ることである。
それを取得する方法はたくさんあります。それらの1つは、果物、花、茎などの皮を水またはアルコールを入れた容器に一晩浸しておくことです。着色剤が抽出される材料が以前に粉砕されている場合、プロセスはより良い性能を発揮します。乳鉢で、手で砕くか、混ぜ合わせます。
別の方法は、はるかに速く、沸騰したお湯のある大釜に30分ほど材料を置くことです。最後に、ふるいまたはふるい(または使用可能な場合は濾紙)を使用して、残りの固形物を除去し、液体または着色溶液を保存します。
次に、クエン酸、酢、重炭酸ナトリウム、洗剤の影響を受けるインジケーターを用意します。このようにして、その色の変化は酸性のpH値(pH <7)から塩基性(pH> 7)まで見ることができます。
自然pHインジケーター
ターメリック
色は単一の染料によるものではなく、それらの10以上の混合物によるため、それらがどの果物や花を構成するかに応じて、自然の指標を言及する必要があります。
そこで、ターメリックパウダーから始めます。ターメリックパウダーのオレンジ色はこの野菜の特徴で、クルクミノイドの含有量が原因です。ウコンを抽出すると、黄色がかった溶液が生成されます。酢を加えると、クエン酸(レモン果汁、パッションフルーツなど)を加えた場合と同様に無色になります。
一方、重曹、洗剤、石鹸水を加えると、ウコン液は黄色から赤に変わります。この実験は、台所やパントリー近くのテーブルで行うことができます。
ビーツ
ビートジュース(ふるいにかけられた)は、子供の実験で最もよく知られている自然の指標の1つです。pH 2から9までは、赤みがかった色を示し、培地のアルカリ度が増加するにつれて、ますます紫色になります。ただし、強アルカリ性の媒体では、黄色になります。
したがって、ビートジュースは、アルカリ度の急激な増加を検出するための優れた指標になります。
紫キャベツ
赤キャベツジュースはビートジュースよりもよく知られており、使用されています。そのカラーバリエーションはより明確で有用であるため、おそらくアントシアニンのより複雑な混合物で構成されています。
中性pHで調製したばかりで、典型的な紫色を示します。酸を加えると赤くなります。一方、塩基を追加すると、青色(pH = 8)、緑色(pH = 9-13)、最後に黄色(pH = 14)になります。
ベリー
チェリー、ブルーベリー、ブラックベリー、ブドウなどの一部のベリー(後者も果物と見なされます)には、アントシアニン含有量があり、天然の酸塩基インジケーターになります。
たとえば、グレープジュースはビートやキャベツジュースと同じように機能します。ただし、得られる色は異なり、ばらつきが少ないです。酸性pHでは、ブドウ果汁は黄橙色になります。塩基性pHの場合は、オリーブグリーン色で、pHが14に近づくにつれて強くなります。
チェリーとブラックベリーの場合、色の変化は赤(酸性)から青または紫(基本)へと変化します。対照的に、ブルーベリーのアントシアニンは紫キャベツのアントシアニンのように機能します。両方のインジケーターは非常に似た色を生成しますが、ブルーベリーソリューションはいつでも青くならないという違いがあります。
花びら
花びらを粉砕して、その水性またはアルコール性溶液を調製することもできる。たとえば、バラは中性pHで無色の溶液を生成します。しかし、酸性媒体(pH <4)ではピンクに変わり、塩基性媒体(pH> 8)では緑がかった黄色がかった色になります。
一方、ハイビスカスの花びらで調製された溶液は、アルカリ性のpH値で濃い紫色に変わり始めるpH 7までオレンジのままです。
ゼラニウム、ペチュニア、シャクヤク、アサガオなどの花びらを使って実験を繰り返し、分析することができます。
玉ねぎ
果物や野菜の皮をむくことにより、自然な指標として再評価される溶液が調製されます。たとえばタマネギを使用すると、酸性のpHで強調されたピンクがかった色調の溶液が得られ、塩基性のpHで少しずつ黄緑色になります。
タマネギの基本的なソリューションは、緑がかった色であるだけでなく、無臭です。彼らはもはや玉ねぎのようなにおいがしません。
同様に、洋ナシ、プラム、モモ、リンゴ、カブの皮で続行できます。ただし、結果の指標は紫キャベツやブルーベリーの指標とは比較されません。
参考文献
- ウィッテン、デイビス、ペック、スタンリー。(2008)。化学 (第8版)。CENGAGEラーニング。
- エリカ博士。(2016年4月22日)。自然pHインジケーター:キャベツ対 ビーツ。から回復:rosieresearch.com
- ヘルメンスティン、アンマリー、Ph.D。(2019年9月16日)。家庭および庭のpHインジケーター。から回復:thoughtco.com
- ジョアンナクライン。(2016年3月2日)。アサガオの迅速でカラフルな変化。ニューヨークタイムズ。から回復:nytimes.com
- ウィキペディア。(2020)。pHインジケーター。から回復:en.wikipedia.org