6 NATUURLIJKE PH-INDICATOREN EN VOORDELEN VOOR KLEURSTOFEXTRACTIE - CHEMIE - 2026

De natuurlijke pH-indicatoren zijn moleculen die verantwoordelijk zijn voor de kleuring die wordt waargenomen in planten, fruit of bloemen en sommige groenten. Ze bestaan ​​voor het overgrote deel uit een familie van organische verbindingen, anthocyanen genaamd, die in de natuur worden geïdentificeerd door hun blauwe, rode en paarse kleuren.

Daarom, als we een roodachtige vrucht hebben, is het waarschijnlijk dat de kleur te wijten is aan een reeks anthocyanen. Deze hebben een moleculaire structuur waardoor ze fotonen kunnen absorberen, die golflengten reflecteren die onze ogen ontvangen en de hersenen interpreteren als kleur. Als er een variatie in pH is, veranderen hun structuren en dus ook de kleur die we waarnemen.

De kleur van hortensia's varieert afhankelijk van de zuurgraad of alkaliteit van de bodems waar uw planten groeien. Bron: Pixnio.

Een bekend voorbeeld is dat van hortensia's. In zure bodems, rijk aan aluminium en andere metaalkationen, vertonen ze blauwachtige bloembladen (bovenste afbeelding). Naarmate de zuurgraad van de grond wordt geneutraliseerd of verminderd, vertonen de hortensia's paarse tinten en hebben ze uiteindelijk roodachtige of roze bloembladen in basale bodems.

Een aantal van de kleuren die we zien in fruit of bloemen zijn gevoelig voor veranderingen in pH; de kleurverandering (verandering) die dergelijke natuurlijke kleurstoffen ondervinden, is echter niet altijd gunstig voor hun gebruik als zuur-base-indicatoren in een laboratorium.

Kleurstof extractie

Het voordeel van het werken met natuurlijke indicatoren is dat er geëxperimenteerd kan worden met de veiligheid in huis en met eenvoudige materialen en ingrediënten. Ten eerste moet de kleurstof worden verwijderd met een oplosmiddel. Dit kan water of ontsmettingsalcohol zijn.

Het doel van deze extractie is om een ​​kleurrijke oplossing te hebben, waaraan de pH zal worden gevarieerd door alledaagse producten toe te voegen.

Er zijn talloze methoden om het te verkrijgen. Een daarvan is om de schil van de vruchten, bloemen, stengels, enz., Een nacht in een bak met water of alcohol te laten weken. Het proces zal beter presteren als het materiaal waaruit de kleurstof wordt geëxtraheerd, eerder wordt fijngemaakt; hetzij in een vijzel, verkruimelen met uw handen of mengen.

Een andere methode, veel sneller, bestaat erin het materiaal een half uur in een ketel met kokend water te laten rusten. Ten slotte gaan we met een zeef of zeef (of filterpapier indien beschikbaar) verder met het verwijderen van de resterende vaste stoffen en het conserveren van de vloeibare of gekleurde oplossing.

We hebben dan onze indicator, die onderhevig is aan citroenzuur, azijn, natriumbicarbonaat en wasmiddelen. Op deze manier is de kleurverandering te zien van zure pH-waarden (pH <7) naar basische (pH> 7).

Natuurlijke pH-indicatoren

Kurkuma

Omdat de kleuren niet het gevolg zijn van een enkele kleurstof, maar van een mengsel van tien of meer, moeten de natuurlijke indicatoren worden vermeld, afhankelijk van het fruit of de bloemen die ze vormen.

We beginnen dus met kurkumapoeder, waarvan de oranje kleur kenmerkend is voor deze groente en te wijten is aan het curcuminoïde-gehalte. Een extractie van de kurkuma geeft een gelige oplossing. Als er azijn aan wordt toegevoegd, wordt het kleurloos, net als citroenzuur (van citroensap, passievrucht, enz.).

Ondertussen verandert de kurkuma-oplossing van geel in rood als er zuiveringszout, afwasmiddel of zeepwater aan wordt toegevoegd. Dit experiment kan in elke keuken worden gedaan of op een tafel bij de voorraadkast.

Bieten

Bietensap (al gezeefd) is een van de bekendste natuurlijke indicatoren in experimenten met kinderen. Van pH 2 tot 9 vertoont het roodachtige kleuren, en wordt het steeds paarser naarmate de alkaliteit van het medium toeneemt. In sterk alkalische media heeft het echter een gele kleur.

Daarom zou bietensap een goede indicator zijn om plotselinge verhogingen van de alkaliteit te detecteren.

Rodekool

Rode koolsap is nog bekender en wordt gebruikt dan bietensap. De kleurvariaties zijn duidelijker en nuttiger, dus waarschijnlijk bestaat het uit een complexer mengsel van anthocyanen.

Vers bereid bij neutrale pH, vertoont het zijn typische paarse kleur. Als er zuur wordt toegevoegd, wordt het rood. Als ondertussen een base wordt toegevoegd, wordt deze blauw (pH = 8), groen (pH = 9-13) en tenslotte geel (pH = 14).

Bessen

Sommige bessen, zoals kersen, bosbessen, bramen en druiven (hoewel de laatste ook als fruit worden beschouwd), hebben een anthocyaangehalte waardoor ze natuurlijke zuur-base-indicatoren zijn.

Druivensap gedraagt ​​zich bijvoorbeeld op dezelfde manier als biet- of koolsap; de verkregen kleuren zijn echter verschillend en minder gevarieerd. Bij een zure pH wordt druivensap geeloranje; terwijl het bij basische pH olijfgroene kleuren heeft, die intenser worden naarmate de pH 14 nadert.

Bij kersen en bramen zijn de kleurveranderingen van rood (zuur) naar blauw of paars (basis). Daarentegen gedragen de anthocyanen in bosbessen zich als die in paarse kool; beide indicatoren genereren zeer vergelijkbare kleuren, met het verschil dat de blauwe bessenoplossingen op geen enkel moment blauw worden.

Bloemblaadjes

Bloemblaadjes kunnen ook worden fijngemaakt om waterige of alcoholische oplossingen daarvan te bereiden. Rozen produceren bijvoorbeeld kleurloze oplossingen bij een neutrale pH. Maar in zure media (pH <4) worden ze roze, terwijl ze in basische media (pH> 8) groenachtig-geelachtige kleuren krijgen.

Aan de andere kant blijven de oplossingen bereid met hibiscusbloemblaadjes oranje tot pH 7, wanneer ze donkerpaars beginnen te worden bij alkalische pH-waarden.

Het experiment kan worden herhaald en geanalyseerd met bloembladen van geraniums, petunia's, pioenrozen, ochtendglorie en andere bloemen.

Uien

Door de schil van fruit of groenten te schillen, worden oplossingen bereid die opnieuw worden beoordeeld als natuurlijke indicatoren. Met uien wordt bijvoorbeeld een oplossing van roze tinten verkregen, geaccentueerd in zure pH, en die geleidelijk worden ze geelachtig groen in basische pH.

De basisoplossingen van uien worden niet alleen gekenmerkt door hun groenachtige kleur, maar ze zijn ook geurloos. Ze ruiken niet meer naar uien.

Evenzo kunt u doorgaan met de schil van peren, pruimen, perziken, appels en rapen. Uw resulterende indicatoren zullen echter niet worden vergeleken met die van paarse kool of blauwe bes.

Referenties

1. Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Chemie (8e ed.). CENGAGE Leren.
2. Dr. Erica. (2016, 22 april). Natuurlijke pH-indicator: kool vs. bieten. Hersteld van: rosieresearch.com
3. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (16 september 2019). PH-indicatoren voor huis en tuin. Hersteld van: thoughtco.com
4. Joanna Klein. (2 maart 2016). Een snelle, kleurrijke verandering voor een ochtendglorie. De New York Times. Hersteld van: nytimes.com
5. Wikipedia. (2020). pH-indicator. Hersteld van: en.wikipedia.org