玉溪一中研究性学习
课题申请·评审书
课 题 名 称 几种校园植物色素制取酸碱指示剂的研究 课题负责人姓名、班级_ _李林璘__ _2015届11班 _ 填 表 日 期_ __2013年2月18日__ ____
玉溪一中
一、数据表
课题名称 主题词 课题组 组长姓名 李林璘 姓 名 李林璘 几种校园植物色素制取酸碱指示剂的研究 植物色素；酸碱指示剂；制取 性 别 女 武虹瀹 女 民 族 汉族 民族 出生 年月 1996-6 所在 2015届11班 班级 所在班级 2015届11班 课 题 组 成 员 性别 出生年月 1996-6 汉族 指导教师姓名 所学专业 化学 课题研究起始时间 2012年9月20 日—— 2013年1月20 日 二、课题论证 本课题的研究目标、研究内容、研究假设及创新之处 研究目标： (1)通过研究性实验，认识植物色素的变色原理，寻找校园内的植物指示剂； (2)学会植物酸碱指示剂的制取、学习测试其变色范围的简易方法； (3)在校园内采集垂花悬铃花、牵牛花、野牡丹的花瓣和红龙草叶片制取酸碱指示剂； (4)通过本课题的研究，体验实验过程，学习科学的研究方法。 研究内容： （1） 垂花悬铃花、牵牛花、野牡丹的花瓣和红龙草叶片四种植物的采集、鉴定； （2） 在研钵中加入少许酒精，研磨垂花悬铃花、牵牛花、野牡丹的花瓣和红龙草叶片，过滤并提取色素； （3） 测定各种植物色素在不同pH 范围的显色情况。 （4） 得出结论。 创新之处：在玉溪一中校园内采集垂花悬铃花、牵牛花、野牡丹的花瓣和红龙草叶片制取酸碱指示剂，未见相关报道。 本课题的研究思路、研究方法和实施步骤 文献研究法：查阅相关书籍，上网检索酸碱指示剂相关文献，同时获取植物的相关信息，了解相关注意事项；实验研究法：明确研究目标，设计合理的实验方案，实施实验获得实验数据，分析得出相关结论。 2
三、课题结题报告（课题概要、课题设计、课题研究成果） 几种校园植物色素制取酸碱指示剂的研究 李林璘 云南省玉溪第一中学 高一（11）班 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。本项目对几种校园植物色素制取酸碱指示剂进行了研究，对四种色素在不同pH 值的变色范围进行了测试, 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。 一、本项目研究的目的意义 1 .酸碱指示剂一般是弱有机酸或弱有机碱，它们的颜色变化是在一定的pH值范围内变化的，通过实验测定指示剂的颜色变化范围来了解实验的变色范围。 2 .pH值的测定和控制在工农业生产、科学研究和医疗卫生中都很重要,通过用比较简便的方法来测定溶液的pH值来研究对各领域的有关作用。 3.通过实验，提高我们化学实验的操作能力和学习兴趣。 二、实验的原理 在植物的花、叶、根、果实中含有一些植物色素，主要是花青素，花青素在不同的酸碱环境中，能呈现出不同的颜色，就可用它们的浸出液制作成酸碱指示剂了。制成的酸碱指示剂，在酸、碱性溶液中，呈现不同的变化，利用它的颜色变化，来辨别水溶液的酸碱性。 三、实验用品：研钵、量筒、移液管、大、小试管、试管架、滤纸一小块；垂花悬铃花、牵牛花、野牡丹的花瓣和红龙草叶片；1N氢氧化钠溶液、1N高锰酸钾（H+）溶液、1N盐酸溶液、广泛pH试纸。 四、实验材料的采集、鉴定 在玉溪师院生物系老师的指导下，采集鉴定四种植物：集垂花悬铃花、牵牛花、野牡丹的花瓣和红龙草叶片。四种植物特征如下： 1、垂花悬铃花[Malvaviscus arboreus ( av. Var. Penduliflorus CD C.)Schery.]，灌木，高达2m，小枝被长柔毛。叶卵状披针形，长6-12cm，宽2.5-6cm，先端长尖，基部广楔形至近圆形，边缘具钝齿，两面近于无毛或仅脉上被星状疏柔毛，主脉3条；叶柄长1-2cm，上面被长柔毛；托叶线形，长约4mm，早落。花单生于叶腋，花梗长约1.5cm，被长柔毛；小苞片匙形，长1-1.5cm，边缘具长硬毛，基部合生;萼钟状，直径约1cm，裂片5,较小苞片略长，被长硬毛；花红色，下垂，筒状，仅于上部略开展，长约5cm；雄蕊柱长约7cm；花柱分枝。 2、牵牛花[Pharbitis nil (Linn.) Choisy] 一年生缠绕草本，全株密被白色长毛。叶互生，阔心形，全缘；叶柄与总花梗近等长。花序有花1-3朵；萼片5深裂，裂片卵状披针形，长约
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1cm，先端尾尖；花冠白色、蓝紫色或紫红色，漏斗状，长5-8cm；雄蕊5；子房3室。蒴果球形。种子5-6粒，卵形，黑色或淡黄白色。花期6-9月，果期7-10月。生于山野灌丛中、村边、路旁；多栽培。全国各地有分布。 3、野牡丹[Melastoma candidum D.Don] 木，高0.5-1.5m。茎印四棱形或近圆柱形，茎、叶柄密被紧贴的鳞片状糙毛。叶对生；叶柄长5-15mm；叶片坚纸质，卵形或广卵形，长4-10cm，宽2-6cm，先端急尖，基部浅心形或近圆形，全缘，两面被糙伏毛及短柔毛；基出脉7条。伞房花序生于分枝顶端，近头状，有花3-5朵，稀单生，基部具叶状总苞2；苞片、花梗及花萼密被鳞片产太糙伏毛；花梗长3-20mm；花5数，花萼长约2.2cm，裂片卵形或略宽，与萼管等长或略长，先端渐尖，两面均被毛；花瓣玫瑰红色或粉红色，倒卵形，野牡丹长3-4cm，先端圆形，密被缘毛；雄蕊5长5短，先端具一圈刚毛。 4、红龙草 [Altemanthera Ficoidea cv.“Ruliginosa”]或[Iresine herbsii]，多年生草本，高15-20cm，叶对生，叶色紫红至紫黑色，极为雅致。头状花序密聚成粉色小球，无花瓣。高度30cm -60cm × 30 -50cm ，质感中至细，紫杯苋茎叶铜红色，冬季开花，花 乳白色，小球形，酷似千日红。 圆 叶洋苋茎叶呈鲜红色。光照中性植物，日照 60%-100% 均能生长。 四种植物的图片（摄影李林璘）： 垂花悬铃花 牵牛花 4
野牡丹 红龙草 五、实验操作 1、植物酸碱指示剂的制备 在化学老师武虹瀹的指导下，取新鲜的集垂花悬铃花、牵牛花、野牡丹的花瓣数朵，去掉花蕊，留下花瓣再取新鲜的红龙草叶片若干，先用清水把它们洗净（轻轻冲洗掉花瓣上的尘土）分别放入研钵或洁净的瓷碗中，用玻璃棒或洁净的竹筷将花瓣捣成浆状。然后加1～2mm酒精，再捣几次，使其溶解，并用少量蒸馏水加以稀释（不用酒精直接用蒸馏水溶解也可以，因花青素能溶于水，此处用酒精还有一定的防腐作用），但不宜太稀，以免影响颜色的变化。如汁液过于浑浊，可用小白布把浸出液用力挤出，以滤去残渣，或用离心机分离掉残渣。所得澄清液即为植物酸碱指示剂。 用广泛pH试纸测定上述各混和溶液的pH值，并记录在对应的试管序号标签下面，这就是实验测知的pH值溶液系列。 表1 各种植物色素在不同pH 范围的显色情况 植物 垂花悬铃花 牵牛花
橙黄 浸取液颜色 1.0-3.0 4.0-8.0粉红 无色 在不同pH 范围内的变色情况(pH 值为1.0-14.0) 9.0-13.0黄绿 14.0 黄 紫色 1.0-3.0 粉红 4.0-5.0粉紫 4.0-9.0无色 10.0-12.0灰绿色 13.0-14.0浅黄 5
野牡丹 红龙草 紫红 青紫 1.0-6.0浅紫色 1.0-3.0粉红 7.0-8.0粉红 4.0-8.0无色 9.0-14.0黄色渐深 9.0-11.0浅黄绿色 12.0-13.0 黄绿 14.0黄色 6
六、结论 通过实验现象，我们得出结论，牵牛花、野牡丹的花瓣和红龙草叶片的PH值变化明显，可以代用酸碱指示剂；集垂花悬铃花的PH值变化范围不明显，不适合作酸碱指示剂。 参考文献： [1] 胡勇,黄鹂.植物酸碱指示剂研究及应用[J].化学教育，2006（2）：56-58. [2] 刘玲，肖怡琳等.用植物色素制取代用酸碱指示剂[J]. 云南师范大学学报，2000,20（5）：62-66. [3] 郝玉娇，朱启红. 植物色素制取酸碱指示剂的研究[J]. 重庆文理学院学报(自然科学版)，2010，29（6）：49-51. [4] 罗先平，陶鹂，冯华荣. 化学教学中研究性学习的探索[J]. 高等函授学报(自然科学版)，2004，17（4）：35-39. [5] 彭雄超，梁兴永. 化学教学中研究性学习的探索[DB/OL] . http://wenku.baidu.com/view/5adf5f6ea98271fe910ef9d9.html，2013-2-20. 通过实验现象，我们得出结论，牵牛花、野牡丹的花瓣和红龙草叶片的 四、活动成果PH值变化明显，可以代用酸碱指示剂；集垂花悬铃花的PH值变化范围不明描述 显，不适合作酸碱指示剂。 7
(1)学会了化学实验的一些方法。懂得了该怎样去思考问题 ，怎样制定实验方案，怎样查阅资料，怎样运用所学的知识去解释各种实验现象 ,怎 样从不同角度去考虑、解决问题。 (2)实验中学了不少化学知识和基本操作，真正体会到了“学以致用” 的乐趣，更加激发起学习欲望和热情。 (3)在研究中，没有现成的方案，也没有标准答案，全靠自己去思考、五、体验与收设计、实验。我真正了解到了科学研究的艰难和曲折，领会到了坚忍不拔、获（自评） 不怕困难的钻研精神的可贵。 通过这次研究性学习，我们学会重视身边的每一样事物，无论它多么不 起眼，它都会有闪光点，就像小杂草可以成为指示剂一样，再微小的东西也有成为“指示剂”的可能，而这一切都需要我们用心去体会，去发掘。 年 月 日 六、同 学评价 年 月 日 七、指导教师评价 指导教师： 年 月 日 8
学习课时 学分 八、玉溪一中研究性学习学分小组认定意见 研究性学习学风认定小组组长（签字） 研究性学习学风认定小组副组长（签字） 年 月 日 9
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