自然界中的酸碱指示剂

自然界中的酸碱指示剂学院：生化学院

班级：化学 123班

姓名：韩晨(12280209)

2012 年 12 月 15日

自然界中的酸碱指示剂

姓名韩晨（学号12280209）

【摘要】自然界与化学息息相关，很多化学发现都源于科学家对大自然的细心观察。酸碱指示剂的发现也不例外。植物色素中有庞大的共轭体系或共轭双键结构,在酸性或碱性溶液的作用下发生共轭结构的改变而变色。其变色原理是植物体中含有丰富的花青素及其它有机酸碱,当环境pH改变时,有机酸碱的结构就改变,致使颜色发生变化,因而可以作为酸碱指示剂。植物中有颜色的花朵或叶子都含有花青素。花青素是植物色素的总称。其构造大同小异,在不同的pH条件下会呈现不同的颜色。利用这种特性,可以作为酸碱指示剂。自然界中的许多植物的花、茎、叶中都含有色素。因此,可以利用一些植物的花、茎、叶提取物或浸出液来作为酸碱指示剂，为化学研究带来许许多多方便。

【关键词】自然界；植物；酸碱指示剂

【正文】在自然界里，有许多植物色素在不同的酸碱性溶液中，都会发生颜色的变化。这些植物色素可以用作石蕊和酚酞等酸碱指示剂的代用品。

１.什么是酸碱指示剂？

用于酸碱滴定的指示剂，称为酸碱指示剂,是一类结构较复杂的有机弱酸或有机弱碱，它

们在溶液中能部分电离成指示剂的离子和氢离子（或氢氧根离子），并且由于结构上的变化，它们的分子和离子具有不同的颜色，因而在pH不同的溶液中呈现不同的颜色。常用的酸碱

指示剂主要有以下四类：

1、硝基酚类。这是一类酸性显著的指示剂，如对-硝基酚等。

2 、酚酞类。有酚酞、百里酚酞和α-萘酚酞等，它们都是有机弱酸。

3、磺代酚酞类。有酚红、甲酚红、溴酚蓝、百里酚蓝等，它们都是有机弱酸。

4 、偶氮化合物类。有甲基橙、中性红等，它们都是两性指示剂，既可作酸式离解，也

可作碱式离解。

2.酸碱指示剂的发现

像科学上的许多其它发现一样，酸碱指示剂的发现是化学家善于观察、勤于思考、勇于

探索的结果。

300多年前，英国年轻的科学家罗伯特·波义耳在化学实验中偶然捕捉到一种奇特的实

验现象，有一天清晨，波义耳正准备到实验室去做实验，一位花木工为他送来一篮非常鲜美

的紫罗兰，喜爱鲜花的波义耳随手取下一块带进了实验室，他把鲜花放在实验桌上便开始了

实验。

当他从大瓶里倾倒出盐酸时，一股刺鼻的气体从瓶口涌出，倒出的淡黄色液体冒着白雾，还有少许酸沫飞溅到鲜花上。他想，真可惜，盐酸弄到鲜花上了。为洗掉花上的酸沫，他把花用水冲了一下，一会儿发现紫罗兰颜色变红了，当时波义耳感到既新奇又兴奋，他认为，可能是盐酸使紫罗兰颜色变红色，为进一步验证这一现象，他立即返回住所，把那篮鲜花全部拿到实验室，取了当时已知的几种酸的稀溶液，把紫罗兰花瓣分别放入这些稀酸中，结果现象完全相同，紫罗兰都变为红色。由此他推断，不仅盐酸，而且其它各种酸都能使紫罗兰变为红色。他想，这太重要了，以后只要把紫罗兰花瓣放迸溶液，看它是不是变红色，就可判别这种溶液是不是酸。偶然的发现，激发了科学家的探求欲望，后来，他又弄来其它花瓣做试验，并制成花瓣的水或酒精的浸液,用它来检验是不是酸，同时用它来检验一些碱溶液，也产生了一些变色现象。

他还采集了药草、牵牛花，苔藓、月季花、树皮和各种植物的根……泡出了多种颜色的不同浸液，有些浸液遇酸变色，有些浸液遇碱变色，不过有趣的是，他从石蕊苔藓中提取的紫色浸液，酸能使它变红色，碱能使它变蓝色，这就是最早的石蕊试液，波义耳把它称作指示剂。为使用方便，波义耳用一些浸液把纸浸透、烘干制成纸片，使用时只要将小纸片放入被检测的溶液，纸片上就会发生颜色变化，从而显示出溶液是酸性还是碱性。

今天，我们使用的石蕊、酚酞试纸、pH试纸，就是根据波义耳的发现原理研制而成的。后来，随着科学技术的进步和发展，许多其它的指示剂也相继被另一些科学家所发现。

３.自然界中的酸碱指示剂

植物色素中有庞大的共轭体系或共轭双键结构,在酸性或碱性溶液的作用下发生共轭结构的改变而变色。变色原理:植物体中含有丰富的花青素及其它有机酸碱,当环境pH改变时,有机酸碱的结构就改变,致使颜色发生变化,因而可以作为酸碱指示剂。植物中有颜色的花朵或叶子都含有花青素。花青素是植物色素的总称。其构造大同小异,在不同的pH条件下会呈现不同的颜色。利用这种特性,可以作为酸碱指示剂。自然界中的许多植物的花、茎、叶中都含有色素。因此,可以利用一些植物的花、茎、叶提取物或浸出液来作为酸碱指示剂。在酸性条件下成红色的指示剂居多，如虞美人、粉色凤仙花、石竹、三色堇、牵牛花、红萝卜皮、紫草、紫色花椰菜等，碱性较大的条件下，呈黄色、绿色的居多。如呈黄色的有粉色凤仙花、三色堇、白色牵牛、红萝卜皮、紫色花椰菜、苋菜等，绿色的有虞美人、三叶草、石竹、紫色牵牛等。因此，在自然界中红色和黄色的花最常见，主要是因为它们体内的花青素在酸或碱性条件下显现的是红色或黄色。

４.利用自然界中的植物自制酸碱指示剂

大多数植物的色素在不同酸碱度中会产生不同的颜色，因此都可以用来制成酸碱指示剂。（1）从红萝卜皮中提取酸碱指示剂

刮下红萝卜的红皮，用95％酒精浸泡一天左右，过滤后取它的滤液。按检验的需要制作pH1～14的标准溶液若干个。每个标准溶液取10mL，分别加入试管中，各试管中加入红萝卜皮浸泡液（即酸碱指示剂）10滴，用橡皮塞塞紧，作为标准样品。在测定某溶液的酸碱度时，加入上述红萝卜皮指示剂，当发生颜色变化时，跟上述制得的标准样品的颜色作比较，就能确定待测溶液的pH值大致范围。红萝卜皮浸泡液实测的结果是：pH值在6以下时显红色；pH值在6～8时显紫红色；pH值在8～10时显绿色；pH值在10以上时显黄色。

（2）紫草中提取酸碱指示剂

查阅资料知：实验室用的紫色石蕊试剂就是从紫草中提取的。取5紫草，用50％酒精溶液浸泡，浸泡一天就得到紫草色素的酒精溶液，呈紫色。把浸泡液一分为二，一份加入极少量稀酸（稀磷酸或稀硫酸）到溶液刚变红色，这是红色的紫草试液；另一份加极少量氢氧化钠稀溶液到溶液刚变蓝色，这是蓝色的紫草试液。把滤纸剪成条状，一半浸入红色紫草试液中，另一半浸入蓝色紫草试液中，片刻后取出晾干，就能分别替代红色石蕊试纸和蓝色石蕊试纸（变色范围和使用方法跟石蕊试纸相同）。

（3）从紫色卷心菜中提取酸碱指示剂

取约250g紫色卷心菜，洗净后切碎，放在大烧杯或不锈钢锅内，加水到浸没1／2菜叶，加热煮沸10分钟，并不断搅拌菜叶。再把煮后的卷心菜汁滤入一只容器中，放置到室温后装瓶。得到的紫色卷心菜滤汁可以用作酸碱指示剂。使用时可参照上述操作（1）的方法，先制几个标准pH值样品，用于不同pH值的检验。也可以把滤纸剪成条状，浸在紫色卷心菜汁内，浸透后取出晾干，再次浸泡、晾干1～2遍，得到自制的pH试纸。该指示剂的显色情况如下：pH值小于3时显红色；pH值在3～5时显浅紫色；pH值在6～7时显蓝色；pH值在8～9时显青绿色；pH值在10～12时显绿色；pH值大于13时显黄色。

（4）从米苋菜中提取酸碱指示剂

把250g红色米苋洗净切碎，放在约500g水中加热煮沸约10分钟，滤去残渣，就得到红色的酸碱指示剂。它的变色范围是:pH值小于2时显紫红色；pH值在2～4时显玫瑰红色；pH 值在5～7时显洋红、酒红色；pH值在7～9时显黄色；pH值在9～13时显黄绿色；pH值大于14时显亮黄色。

（5）用咖喱粉测试溶液的酸碱性

取一药匙咖喱粉，用50％的酒精调成糊状，涂在一块白布的两面。放置一段时间后用水冲去多余的咖喱粉，白布被染成黄色，这就制成一块可以多次反复使用的酸碱指示布。它遇

碱性溶液呈红色，遇酸性溶液呈黄褐色。每次用完后，用水把布上的酸性或碱性物质漂洗干净，指示布又恢复原来的黄色，可以供下次使用。

月季花、菊花、喇叭花、丝瓜花、一串红、牵牛花、凤仙花等浸出液在酸性溶液或碱性溶液里会明显地显示不同的颜色。只要把这些花切碎捣烂，用酒精浸制，所得浸泡液也可以用作酸碱指示剂。

通过此次读书报告的书写，我更加深刻地认识到化学和生活息息相关，化学就在我们的身边。要想更好地了解自然界，更好地利用自然界的各种资源，我们要学好各科文化知识，并培养自己对自然的敏锐观察力，把自然和化学紧密结合起来，为人们能够拥有更加美好的生活做贡献。