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第20卷第5期2000年9月云南师范大学学报Journal of Yunnan NormalU niversityVol.20 No.5Sep.2000用植物色素制取代用酸碱指示剂刘玲1,肖怡琳1,王彤文1,金鸿2,周红莹2,李可2(1.云南师范大学化学系,云南 昆明650092;2.云南师范大学化学系九六级学生,云南 昆明650092)摘要:简述了从植物中提取色素代用指示剂的方法,并测定了多种植物色素在不同pH值范围内的变色情况。关键词:植物色素;酸碱指示剂;变色范围;测试中图分类号:O6-332文献标识码:A文章编号:1007-9793(2000)05-62-05酸碱指示剂是在一定pH范围内能显示一定颜色的试剂。常用酚酞、甲基橙进行中和滴定的指示,石蕊用于物质酸碱性的指示。在自然界中,许多植物的花朵、果实中都含有植物性色素。根据色素在酸碱性不同的溶液中颜色的变化,也可用来判断溶液的酸碱性。但酸碱性溶液也有强弱之分,仅了解某种植物的色素在酸性和碱性溶液中的显色情况是不够的,还需了解其在弱酸、弱碱性溶液中的显色情况。因此,我们对不同的花、蔬菜、水果、茶、药材的色素在不同pH值的变色范围进行了系统地测试,其结果对利用植物色素做酸碱指示剂具有很好的参考价值。也可将结果引入中学化学第二课堂,让学生进一步巩固和拓宽酸碱指示剂的概念,丰富课外生活。1色素浸取液的制备将采集的新鲜花瓣、果皮、药材等洗净、滤干,用研钵捣碎,再用无水乙醇分别浸泡10分钟(药材4小时)。过滤。滤液即为色素浸取液。转入贴有标签的锥形瓶中,塞上塞子保存。若出现混浊,则用离心机分离。2测试各种色素浸取液的pH变色范2.1用浓度为1mol?L的N aOH、氨水、HA c、盐酸溶液和水按比例混合,再用数字微显pH计准确配制pH1.0pH14.0的溶液并分别装入有标号的锥形瓶中备用。2.2用14只50m l烧杯,各取pH1.014.0的溶液6m l,依次各滴5滴一种色素浸取液,记录色素浸取液在pH1.0pH14.0溶液的显色情况,各种色素测试方法同上,记录结果于下表:表1各种植物色素在不同pH范围的显色情况Tab.1V isulization of various plant pigment in different pH zone植物津取液颜色在不同pH范围内的变色情况(pH值为1.0-14.0)(下略pH)红玫瑰深红1.0-3.0粉红渐浅4.0-8.0无色9.0-10.0浅青绿11.0浅黄绿12.0-14.0黄褐色红非洲菊 棕色1.0-7.0无色8.0-11.0浅黄色12.0-14.0黄色紫三角梅 紫红1.0-6.0浅紫色7.0-8.0粉红9.0-14.0黄色渐深收稿日期:2000-06-27 作者简介:刘玲(1958-),女,云南省个旧市人,副教授,从事化学教学研究植物津取液颜色在不同pH范围内的变色情况(pH值为1.0-14.0)(下略pH)一串红红棕1.0-3.0粉红渐浅4.0-11.0无色12.0-14.0黄色紫杜鹃花 浅橙1.0-2.0浅粉红3.0-7.0无色8.0-13.0淡黄色14.0黄色红石榴花 红棕1.0-3.0浅橙色4.0-10.0无色11.0-14.0橙黄渐深白玉兰花 棕黄1.0-8.0无色9.0-11.0浅黄绿色12.0-14.0亮黄色紫巴巴花 青紫1.0-3.0粉红4.0-8.0无色9.0-11.0浅黄绿色12.0-13.0黄绿14.0黄色绣球花亮黄1.0-8.0无色9.0-14.0浅亮黄色蔷薇花棕黄1.0-2.0桃红3.0-8.0无色9.0-12.0浅黄绿色13.0-14.0黄褐色牵牛花紫色1.0-3.0粉红4.0-5.0粉紫6.0-9.0无色10.0-12.0辉绿色13.0-14.0浅黄黄菊花橙黄1.0-8.0无色9.0-14.0亮黄渐深美人蕉花 褐色1.0-3.0粉红渐浅4.0-8.0无色9.0-14.0亮黄渐深虞美人花 洋红1.0-3.0浅红4.0-11.0无色12.0淡紫13.0浅黄绿14.0黄扶桑花橙黄1.0-3.0粉红4.0-8.0无色9.0-13.0黄绿14.0黄月月红红色1.0-4.0粉红渐浅5.0-11.0无色12.0黄13.0-14.0橙黄兰贵人花 无色1.0-3.0浅红4.0-8.0无色9.0-14.0黄色渐深串思莲橙黄1.0-3.0浅红4.0-8.0无色9.0-14.0黄色渐深红康乃馨 红色1.0-5.0粉红渐浅6.0-8.0无色9.0-14.0黄色渐深茄子皮褐色1.0-3.0桃红4.0-9.0浅褐色10.0-11.0浅黄绿色12.0-14.0亮黄芋头花红棕1.0-3.0浅粉色4.0-8.0无色9.0-11.0浅黄绿12.0-13.0黄绿14.0黄色小米菜紫红1.0-10.0浅紫红11.0-12.0淡红13.0-14.0亮黄绿洋葱肉色1.0-8.0无色9.0-14.0黄色渐深缸豆褐色1.0-3.0浅红4.0-7.0无色8.0-11.0浅黄渐深12.0-13.0绿色14.0黄色红萝卜红色1.0-4.0粉红渐浅5.0-11.0无色12.0-14.0黄色渐深李子皮红色1.0-3.0浅粉红4.0-11.0无色12.0-14.0黄色渐深桃子皮棕红1.0-3.0粉红渐浅4.0-7.0无色8.0-12.0黄色渐深13.0黄绿14.0黄紫草深红1.0-7.0粉红色8.0-10.0浅紫色11.0蓝紫12.0-14.0蓝色甘草橙红1.0-5.0无色6.0-14.0黄色渐深3结果与讨论3.1从此测试结果可见,每一种色素浸取液在不同pH值的溶液中都有一定的变色范围,大部分具有以下规律:酸性中性碱性无、红色紫、蓝、无色淡黄、黄、绿、黄褐色其原因:花色素具有如下结构:花色素跟酸反应,生成稳定的盐而显红色,pH值增大,则形成无色的色烯衍生物,在碱存在的情况下,取代基R2部分能生成醌型结构,颜色从淡红色变成蓝色。花色素在碱性条件下不稳定,容易变色,有些不会变成蓝色而显黄色、黄绿色,这可能是植物体中除含有花色素外,还含有黄酮类(酸性无色、碱性呈黄色),在碱性条件下显绿色,这是花色素的蓝色和黄酮类的黄色混合后的结果。黄褐色是所含丹宁造成的。36第5期刘玲等:用植物色素制取代用酸碱指示剂3.2酚酞的变色范围是pH8.010.0,它只在碱性中才能显色,有些植物色素在酸中也与酚酞一样呈现无色,而在碱中显示出与原液不同的颜色,现象明显,可代替酚酞用于酸碱中和滴定中。如下表:表2可代替酚酞用于酸碱中和滴定的植物Tab.2Plant used in acid-base titration subsfifued for phenolphthalein植物在不同pH范围内的变色情况(pH值为1.0-14.0)(下略pH)效果酚酞1.0-8.0无色9.0粉红10.0-14.0桃红渐深好红非洲菊1.0-7.0无色8.0-11.0浅黄色12.0-14.0黄色一般白玉兰1.0-7.0无色8.0浅黄9.0-11.0浅黄绿12.0-14.0亮黄一般绣球花1.0-8.0无色9.0-14.0浅亮黄色一般洋葱1.0-8.0无色9.0-14.0黄色渐深好黄菊花1.0-8.0无色9.0-14.0亮黄渐深一般甘草1.0-5.0无色6.0-14.0黄色渐深好表中所列的效果好的植物在碱性条件下颜色突变比较明显(与原液相比)。便于观察且保质期长,可46云南师范大学学报(自然科学版)第20卷替代酚酞在实验室中保存备用。3.3石蕊的变色范围是pH5.08.0,pH5.0显红色,pH 8.0显蓝色,有些植物色素在一定pH值范围内有不同的颜色,中间出现颜色的突变,现象明显,可代替石蕊用于测定物质的酸碱性。如下表:表3可代替石蕊用于测定物质的酸碱性的植物Tab.3Plants used to determ ine acidic and basic properties substifued for litmus植物在不同pH范围内的变色情况(pH值为1.0-14.0)(下略pH)效果石蕊1.0-4.0浅粉红5.0浅紫红6.0-8.0淡紫色9.0-14.0淡蓝色好红玫瑰1.0-3.0粉红渐浅4.0-8.0无色9.0-10.0浅青绿11.0黄绿12.0-14.0黄褐色 好一串红1.0-3.0粉红渐浅4.0-11.0无色12.0-14.0黄色一般紫杜鹃1.0-2.0浅粉红3.0-8.0无色9.0-13.0淡黄14.0黄一般紫巴巴花1.0-3.0粉红4.0-8.0无色9.0-11.0浅黄绿12.0-13.0黄绿14.0黄好牵牛花1.0-3.0粉红4.0-5.0粉紫6.0-9.0无色10.0-12.0灰绿13.0-14.0浅黄好美人蕉1.0-3.0粉红渐浅4.0-8.0无色9.0-14.0亮黄渐深好虞美人1.0-3.0浅红4.0-11.0无色12.0淡紫13.0浅黄绿14.0黄一般扶桑花1.0-3.0粉红4.0-8.0无色9.0-13.0黄绿14.0黄好月月红1.0-4.0粉红渐浅4.0-11.0无色12.0黄13.0-14.0橙黄一般兰贵人1.0-3.0浅红4.0-8.0无色9.0-14.0黄色渐深好红康乃馨1.0-5.0粉红渐浅6.0-8.0无色9.0-14.0黄色渐深好茄子皮1.0-3.0桃红4.0-9.0浅褐色10.0-11.0浅黄绿12.0-14.0亮黄一般芋头花1.0-3.0浅粉色4.0-8.0无色9.0-11.0浅黄绿12.0-13.0黄绿14.0黄好缸豆1.0-3.0浅红4.0-7.0无色8.0-11.0浅黄渐深12.0-13.0绿色14.0黄好红萝卜1.0-4.0浅红渐浅5.0-11.0无色12.0-14.0黄色渐深一般李子皮1.0-3.0浅粉红4.0-11.0无色12.0-14.0黄色渐深一般桃子皮1.0-3.0粉红渐浅4.0-7.0无色8.0-12.0黄色渐深13.0黄绿14.0黄好紫草1.0-7.0粉红色8.0-10.0浅紫色11.0蓝紫12.0-14.0蓝色好在上表列出的效果一般的植物中有的pH值变色范围过大,只适用于强酸、强碱的检验,有的pH值变色范围虽然不大,但变色时颜色突变(与原液相比)不是很明显,效果好的植物,pH值变色范围不大,且颜色突变相当明显,保持期长,可替代石蕊在实验室中保存备用。3.4提取植物色素代用酸碱指示剂,材料易得,操作简单安全。在强酸、强碱性溶液中变色明显,易于观察。可引入中学化学第二课堂,增强学生对酸碱指示剂的理解。培养学生学习化学的兴趣和动手能力。4说明4.1若把植物浸入水中或用其煮液,其变色范围和浸出液差不多。但易变质,特别是夏天,更不易保存。用乙醇提取,既利于色素的溶解,又可长期保存(一个月),比用水作溶剂要好。例如,李子煮液的变色范围测试结果与李子皮浸液一致,但保质期却很差。4.2同种鲜花(或果皮)可能会因各地气候、地理条件不同而显色稍有差异。在使用植物色素时,应先测出其在标准pH值溶液系列下的显色情况,才能用于测试未知样。参考文献:1刘正贤.中学化学实验大全M.上海:上海教育出版社,1992.516-517.2西南师范学院化学系.中学化学教学法实验M.北京:高等教育出版社,60-64.56第5期刘玲等:用植物色素制取代用酸碱指示剂Preparation of Alternate Acid-Base Indicator by Using Plant PigmentLI U Ling,Xiao Yun2lin,WANG Tong2w en(Department of Chem istry,Yunnan NormalU niversity.Kunm ing 650031,China)ABSTRACTA method of abstracting plant pigment as alternate indicator was described,and thechange of colour at different pH ranges in various plant pigmentes was measured.KEY WORDSplant pigment;acid-base indicator;colour range;analysis66云南师范大学学报(自然科学版)第20卷