高一上玉溪一中研究性學(xué)習(xí)課題幾種校園植物色素制取酸堿指示劑的研究

1、 玉溪一中研究性學(xué)習(xí)課題申請·評審書課 題 名 稱 幾種校園植物色素制取酸堿指示劑的研究課題負(fù)責(zé)人姓名、班級_ _李林璘_ _2015屆11班 _填 表 日 期_ _2013年2月18日_ _ 玉溪一中一、數(shù)據(jù)表課題名稱幾種校園植物色素制取酸堿指示劑的研究主題詞植物色素；酸堿指示劑；制取課題組組長姓名李林璘性別女民族漢族出生年月1996-6所在班級2015屆11班課題組成員姓 名性別民族出生年月所在班級李林璘女漢族1996-62015屆11班指導(dǎo)教師姓名武虹瀹所學(xué)專業(yè)化學(xué)課題研究起始時間2012年9月20 日 2013年1月20 日 二、課題論證本課題的研究目標(biāo)、研究內(nèi)容、研究假設(shè)及

2、創(chuàng)新之處研究目標(biāo)：(1)通過研究性實驗，認(rèn)識植物色素的變色原理，尋找校園內(nèi)的植物指示劑；(2)學(xué)會植物酸堿指示劑的制取、學(xué)習(xí)測試其變色范圍的簡易方法；(3)在校園內(nèi)采集垂花懸鈴花、牽?；ā⒁澳档さ幕ò旰图t龍草葉片制取酸堿指示劑；(4)通過本課題的研究，體驗實驗過程，學(xué)習(xí)科學(xué)的研究方法。研究內(nèi)容：（1） 垂花懸鈴花、牽?；?、野牡丹的花瓣和紅龍草葉片四種植物的采集、鑒定；（2） 在研缽中加入少許酒精，研磨垂花懸鈴花、牽?；?、野牡丹的花瓣和紅龍草葉片，過濾并提取色素；（3） 測定各種植物色素在不同pH 范圍的顯色情況。（4） 得出結(jié)論。創(chuàng)新之處：在玉溪一中校園內(nèi)采集垂花懸鈴花、牽?；?、野牡丹的花瓣和

3、紅龍草葉片制取酸堿指示劑，未見相關(guān)報道。本課題的研究思路、研究方法和實施步驟文獻(xiàn)研究法：查閱相關(guān)書籍，上網(wǎng)檢索酸堿指示劑相關(guān)文獻(xiàn)，同時獲取植物的相關(guān)信息，了解相關(guān)注意事項；實驗研究法：明確研究目標(biāo)，設(shè)計合理的實驗方案，實施實驗獲得實驗數(shù)據(jù)，分析得出相關(guān)結(jié)論。三、課題結(jié)題報告（課題概要、課題設(shè)計、課題研究成果）幾種校園植物色素制取酸堿指示劑的研究李林璘云南省玉溪第一中學(xué) 高一（11）班酸堿指示劑是在一定pH 范圍內(nèi)能顯示一定顏色的試劑。常用酚酞、甲基橙進(jìn)行中和滴定的指示，石蕊用于物質(zhì)酸堿性的指示。在自然界中， 許多植物的花朵、果實中都含有植物性色素。根據(jù)色素在酸堿性不同的溶液中顏色的變化，也可用

4、來判斷溶液的酸堿性。但酸堿性溶液也有強(qiáng)弱之分，僅了解某種植物的色素在酸性和堿性溶液中的顯色情況是不夠的, 還需了解其在弱酸、弱堿性溶液中的顯色情況。本項目對幾種校園植物色素制取酸堿指示劑進(jìn)行了研究，對四種色素在不同pH 值的變色范圍進(jìn)行了測試, 其結(jié)果對利用植物色素做酸堿指示劑具有很好的參考價值。一、本項目研究的目的意義1 .酸堿指示劑一般是弱有機(jī)酸或弱有機(jī)堿，它們的顏色變化是在一定的pH值范圍內(nèi)變化的，通過實驗測定指示劑的顏色變化范圍來了解實驗的變色范圍。 2 .pH值的測定和控制在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究和醫(yī)療衛(wèi)生中都很重要,通過用比較簡便的方法來測定溶液的pH值來研究對各領(lǐng)域的有關(guān)作用。 3

5、.通過實驗，提高我們化學(xué)實驗的操作能力和學(xué)習(xí)興趣。二、實驗的原理在植物的花、葉、根、果實中含有一些植物色素，主要是花青素，花青素在不同的酸堿環(huán)境中，能呈現(xiàn)出不同的顏色，就可用它們的浸出液制作成酸堿指示劑了。制成的酸堿指示劑，在酸、堿性溶液中，呈現(xiàn)不同的變化，利用它的顏色變化，來辨別水溶液的酸堿性。三、實驗用品：研缽、量筒、移液管、大、小試管、試管架、濾紙一小塊；垂花懸鈴花、牽?；?、野牡丹的花瓣和紅龍草葉片；1N氫氧化鈉溶液、1N高錳酸鉀（H+）溶液、1N鹽酸溶液、廣泛pH試紙。四、實驗材料的采集、鑒定在玉溪師院生物系老師的指導(dǎo)下，采集鑒定四種植物：集垂花懸鈴花、牽牛花、野牡丹的花瓣和紅龍草葉片

6、。四種植物特征如下：1、垂花懸鈴花Malvaviscus arboreus ( av. Var. Penduliflorus CD C.)Schery.，灌木，高達(dá)2m，小枝被長柔毛。葉卵狀披針形，長6-12cm，寬2.5-6cm，先端長尖，基部廣楔形至近圓形，邊緣具鈍齒，兩面近于無毛或僅脈上被星狀疏柔毛，主脈3條；葉柄長1-2cm，上面被長柔毛；托葉線形，長約4mm，早落。花單生于葉腋，花梗長約1.5cm，被長柔毛；小苞片匙形，長1-1.5cm，邊緣具長硬毛，基部合生;萼鐘狀，直徑約1cm，裂片5,較小苞片略長，被長硬毛；花紅色，下垂，筒狀，僅于上部略開展，長約5cm；雄蕊柱長約7cm；花柱

7、分枝。2、牽?；≒harbitis nil (Linn.) Choisy 一年生纏繞草本，全株密被白色長毛。葉互生，闊心形，全緣；葉柄與總花梗近等長。花序有花1-3朵；萼片5深裂，裂片卵狀披針形，長約1cm，先端尾尖；花冠白色、藍(lán)紫色或紫紅色，漏斗狀，長5-8cm；雄蕊5；子房3室。蒴果球形。種子5-6粒，卵形，黑色或淡黃白色?；ㄆ?-9月，果期7-10月。生于山野灌叢中、村邊、路旁；多栽培。全國各地有分布。3、野牡丹Melastoma candidum D.Don 木，高0.5-1.5m。莖印四棱形或近圓柱形，莖、葉柄密被緊貼的鱗片狀糙毛。葉對生；葉柄長5-15mm；葉片堅紙質(zhì)，卵形或廣卵形

8、，長4-10cm，寬2-6cm，先端急尖，基部淺心形或近圓形，全緣，兩面被糙伏毛及短柔毛；基出脈7條。傘房花序生于分枝頂端，近頭狀，有花3-5朵，稀單生，基部具葉狀總苞2；苞片、花梗及花萼密被鱗片產(chǎn)太糙伏毛；花梗長3-20mm；花5數(shù)，花萼長約2.2cm，裂片卵形或略寬，與萼管等長或略長，先端漸尖，兩面均被毛；花瓣玫瑰紅色或粉紅色，倒卵形，野牡丹長3-4cm，先端圓形，密被緣毛；雄蕊5長5短，先端具一圈剛毛。4、紅龍草 Altemanthera Ficoidea cv.“Ruliginosa”或Iresine herbsii，多年生草本，高15-20cm，葉對生，葉色紫紅至紫黑色，極為雅致。頭

9、狀花序密聚成粉色小球，無花瓣。高度30cm -60cm × 30 -50cm ，質(zhì)感中至細(xì)，紫杯莧莖葉銅紅色，冬季開花，花 乳白色，小球形，酷似千日紅。 圓 葉洋莧莖葉呈鮮紅色。光照中性植物，日照 60%-100% 均能生長。四種植物的圖片（攝影李林璘）： 垂花懸鈴花 牽?；ㄒ澳档?紅龍草五、實驗操作1、植物酸堿指示劑的制備在化學(xué)老師武虹瀹的指導(dǎo)下，取新鮮的集垂花懸鈴花、牽?；?、野牡丹的花瓣數(shù)朵，去掉花蕊，留下花瓣再取新鮮的紅龍草葉片若干，先用清水把它們洗凈（輕輕沖洗掉花瓣上的塵土）分別放入研缽或潔凈的瓷碗中，用玻璃棒或潔凈的竹筷將花瓣搗成漿狀。然后加12mm酒精，再搗幾次，使其溶解

10、，并用少量蒸餾水加以稀釋（不用酒精直接用蒸餾水溶解也可以，因花青素能溶于水，此處用酒精還有一定的防腐作用），但不宜太稀，以免影響顏色的變化。如汁液過于渾濁，可用小白布把浸出液用力擠出，以濾去殘渣，或用離心機(jī)分離掉殘渣。所得澄清液即為植物酸堿指示劑。用廣泛pH試紙測定上述各混和溶液的pH值，并記錄在對應(yīng)的試管序號標(biāo)簽下面，這就是實驗測知的pH值溶液系列。表1各種植物色素在不同pH 范圍的顯色情況植物浸取液顏色在不同pH 范圍內(nèi)的變色情況(pH 值為1.0-14.0)垂花懸鈴花橙黃1.0-3.0 粉紅4.0-8.0無色9.0-13.0黃綠14.0黃牽?；ㄗ仙?.0-3.0 粉紅4.0-5.0粉紫4

11、.0-9.0無色10.0-12.0灰綠色13.0-14.0淺黃野牡丹紫紅1.0-6.0淺紫色7.0-8.0粉紅9.0-14.0黃色漸深紅龍草青紫1.0-3.0粉紅4.0-8.0無色9.0-11.0淺黃綠色12.0-13.0黃綠14.0黃色 六、結(jié)論通過實驗現(xiàn)象，我們得出結(jié)論，牽?；ā⒁澳档さ幕ò旰图t龍草葉片的PH值變化明顯，可以代用酸堿指示劑；集垂花懸鈴花的PH值變化范圍不明顯，不適合作酸堿指示劑。參考文獻(xiàn)：1 胡勇,黃鸝.植物酸堿指示劑研究及應(yīng)用J.化學(xué)教育，2006（2）：56-58.2 劉玲，肖怡琳等.用植物色素制取代用酸堿指示劑J. 云南師范大學(xué)學(xué)報，2000,20（5）：62-66.

12、3 郝玉嬌，朱啟紅. 植物色素制取酸堿指示劑的研究J. 重慶文理學(xué)院學(xué)報(自然科學(xué)版)，2010，29（6）：49-51.4 羅先平，陶鸝，馮華榮. 化學(xué)教學(xué)中研究性學(xué)習(xí)的探索J. 高等函授學(xué)報(自然科學(xué)版)，2004，17（4）：35-39.5 彭雄超，梁興永. 化學(xué)教學(xué)中研究性學(xué)習(xí)的探索DB/OL . 四、活動成果描述通過實驗現(xiàn)象，我們得出結(jié)論，牽?；?、野牡丹的花瓣和紅龍草葉片的PH值變化明顯，可以代用酸堿指示劑；集垂花懸鈴花的PH值變化范圍不明顯，不適合作酸堿指示劑。五、體驗與收獲（自評） (1)學(xué)會了化學(xué)實驗的一些方法。懂得了該怎樣去思考問題 ，怎樣制定實驗方案，怎樣查閱資料，怎樣運用所學(xué)的知識去解釋各種實驗現(xiàn)象 ,怎樣從不同角度去考慮、解決問題。(2)實驗中學(xué)了不少化學(xué)知識和基本操作，真正體會到了“學(xué)以致用”的樂趣，更加激發(fā)起學(xué)習(xí)欲望和熱情。(3)在研究中，沒有現(xiàn)成的方案，也沒有標(biāo)準(zhǔn)答案，全靠自己去思考、設(shè)計、實驗。我真正了解到了科學(xué)研究的艱難和曲折，領(lǐng)會到了堅忍不拔、不怕困難的鉆研精神的可貴。通過這