Portál PřF UK pro podporu výuky chemie na SŠ a ZŠ

Indikátor z červeného zelí

Pomůcky

hlávka červeného zelí , kádinky, (nůž nebo nůžky), voda, trojnožka, azbestová síťka, kahan, sirky (nebo mikrovlnná trouba), sada zkumavek, stojánek na zkumavky

Chemikálie

různě koncentrované roztoky H2SO4, různě koncentrované roztoky NaOH

Postup

3 listy z hlávky červeného zelí nařezejte, natrhejte nebo nastříhejte na malé kousky, které zalijte vodou a chvíli povařte. Slijte výluh a nechte jej vychladnout. Připravte si sadu zkumavek, do kterých nalijte 3 ml roztoků kyseliny a zásady o různých koncentracích (např. 5%, 10%, 20% a 45% roztoky kyseliny sírové, 5%, 10%, 20% a 40% roztoky hydroxidu sodného). Do jedné zkumavky nalijte 3 ml vody. Do všech zkumavek následně přilijte 2 ml vývaru z červeného zelí.
Po přilití vývaru z červeného zelí do zkumavek s kyselinami (nejvíce koncentrovaná – zředěná), vodou a zásadami (zředěná – nejvíce koncentrovaná) došlo k vytvoření barevné škály od červené přes fialovou po zelenou až po hnědooranžovou.

Alternativa: Do velké zkumavky nalijte 10 ml zředěné kyseliny sírové a přidejte 2 ml vývaru z červeného zelí, aby bylo zbarvení intenzivní. Změřte pH tohoto roztoku pomocí univerzálního indikátorového papírku. Poté kapátkem přikapávejte zředěný roztok hydroxidu sodného. Roztok vždy promíchejte a změřte pH univerzálním indikátorovým papírkem. Roztok hydroxidu sodného přikapávejte, dokud není pH slině zásadité. Vzniklou barevnou škálu porovnejte se škálou univerzálního indikátorového papírku.
Barevná škála v případě vývaru z červeného zelí se pohybuje od červené, přes fialovou a modrou po zelenou až hnědooranžovou. V případě univerzálního indikátorového papírku má škála rozmezí od červené přes žlutou, oranžovou k modré.

Princip

Zbarvení některých rostlin a plodů (např. květy pomněnek, máků, růží, plody ptačího zobu, černého rybízu), dokonce i listů (např. červené zelí) je zapříčiněno anthokyany, které se vyskytují ve vakuolách rostlinných buněk. Anthokyany jsou ve vodě rozpustné pigmenty, které patří k flavonoidům. Anthokyany se v rostlinách vyskytují ve formě glykosidů, jsou tedy tvořeny cukernou a necukernou složkou (anthokyanidin). Anthokyanidinem může například být: kyanidin (cyanidin) obsažený v růži a dalším červeném ovoci, v ovocném čaji, delfinidin (delphinidin) v borůvkách, černém rybízu, peonidin (peonidin) zastoupený v červeném víně. Barva anthokyanů se mění v závislosti na pH, v zásaditém prostředí bývají modré nebo zelené, v kyselém prostředí mají červenou barvu. Anthokyany lze tedy použít jako acidobazické indikátory.
Tento jev je způsoben tím, že protonizovaná forma, která se nachází v kyselém prostředí – přijímá H+, a deprotonizovaná forma, zastoupená v zásaditém prostředí – bez H+, příslušného anthokyanidinu se barevně odlišují.
Anthokyanidiny obsahují ve své struktuře konjugovaný systém dvojných vazeb, do něhož se zapojují i volné elektronové páry OH skupiny. Tento systém konjugovaných dvojných vazeb umožňuje, že po odstranění jednoho H+ z molekuly barviva, dojde k posunu v rozložení elektronů, a tudíž i ke změně jejich energetických hladin. Následně se změní i vlnová délka pohlcovaného světla barvivem, a tedy i jeho barva.
V případě vývaru z červeného zelí získáváme barevnou škálu od červené (silně kyselé prostředí) přes fialovou (neutrální prostředí), (modrou), zelenou až po hnědooranžovou (silně zásadité prostředí). Tato škála se některými barvami podobá škále univerzálního indikátorového papírku (červená (kyselé prostředí) – žlutá – modrá (zásadité prostředí)), ovšem posloupnost barev je odlišná. Na příkladu těchto dvou acidobazických indikátorů lze ukázat, že dva indikátory mohou vytvářet stejná zbarvení v prostředích o naprosto odlišném.

Využití

přírodní látky (flavonoidy), indikátory (přírodní)

Typ pokusu

demonstrační i laboratorní

Bezpečnost

dbejte bezpečnosti při práci s kyselinami a zásadami – H2SO4 (žíravá), NaOH (žíravý)

Čas

příprava – 10 minut, vlastní provedení – 15 minut

Tipy

– stačí použít 2 až 3 listy červeného zelí
– v případě demonstračního experimentu je vhodné si připravit výluh předem
– výluh připravujte vždy čerstvý
– vývar z červeného zelí lze také použít pro indikaci pH roztoků v domácnosti – např.: ocet, minerální voda, mycí prostředky, potraviny; v tomto případě se jedná o užitečné propojení s každodenním životem
– vývar lze také nalít do Petriho misky a ponořit do něj filtrační papírky a louhovat je ve vývaru, následně je lze usušit, tímto vzniknou ,,zelné“ indikátorové papírky

Video

http://www.youtube.com/watch?v=s04AZI3EfH8 (old.studiumchemie.cz, Indikátor z červeného zelí, video bez zvuku, s popisky na konci videa)