Сегодня мы будем творить разноцветную химию! Будем менять окраску жидкостей и обесцвечивать чернила.

Прежде чем мы начнём экспериментировать, давайте подумаем: как вы понимаете слово «индикатор»? Где вы могли его слышать в жизни?

Индикатор означает «показатель». Например, индикатор заряда батареи телефона показывает, сколько осталось энергии, обычно цветом: зелёный – всё хорошо, красный – почти разрядилась. А как вы думаете, о чём может «рассказывать» химический индикатор?

Действительно, химические индикаторы обычно меняют цвет, чтобы показать нам определённые свойства среды. Чаще всего — чтобы показать, кислотная среда или щелочная.

Давайте немного разберёмся в понятиях «среда», «кислота» и «щёлочь».

Итак, что мы имеем ввиду, когда говорим про среду и её свойства в рамках этого занятия? Среда — это то, какая «обстановка» внутри раствора: кислая, щелочная или нейтральная. Она зависит от того, больше там кислоты, щёлочи или всё сбалансировано. Это важно, потому что от среды — от этой обстановки — зависит, как вещества будут себя вести.

Кислоты — это то, что кислое на вкус. Примеры: лимонный сок, уксус — они кислые, потому что в их составе есть кислоты.
А щелочи? Щелочи — это противоположность кислот, обычно мыльные на ощупь и горькие на вкус. Но пробовать их не нужно. Примеры щелочи — пищевая сода, мыло, моющее средство.

Мы не можем глазами увидеть «кислотность» жидкости, не попробовав её, а пробовать неизвестные вещества опасно. Вот тут на помощь и приходят индикаторы, которые, как лакмусовая бумажка (слышали такое выражение?), меняют окраску и тем самым дают сигнал.

Сегодня мы научимся распознавать кислоты и щёлочи с помощью индикаторов, проведём несколько экспериментов, а ещё узнаем, как цветы могут служить индикаторами и как учёные прошлого впервые обнаружили эти индикаторные свойства.
Давайте начнём. Как вы думаете, можно ли стереть чернила ручки с бумаги так, чтобы не осталось следов?

Хорошо, а с помощью витамина С это можно сделать? Сейчас проверим!

Мы проведём два эксперимента, чтобы наглядно увидеть, как работают индикаторы. Первый опыт я покажу вам сам, а во втором вы будете экспериментировать самостоятельно!

Произошла химическая реакция. Витамин C — это кислота, которая может разрушать красящее вещество чернил. Мы фактически обесцветили (отбелили) чернила с помощью витамина. Он вступил в реакцию с красителем и разрушил молекулы краски, поэтому цвет исчез.

Можно сказать, что наше пятно из чернил само послужило индикатором — оно показало нам присутствие витамина С тем, что исчезло! Ведь без витамина надпись оставалась бы синей. Такой опыт используют, чтобы определить, есть ли в растворе витамин С: если добавить его к синему красителю и увидеть, что синий цвет пропал, значит, витамин С там точно присутствует.

Что произошло с нашим индикатором? Как изменился его цвет?

Верно, настой каркаде в щелочной среде позеленел (посинел), а в кислой стал ярко-красным. Это значит, что наш индикатор распознал кислоту и щёлочь: для кислоты один цвет, для щёлочи – другой.

Обратите внимание: сами по себе цветные растворы каркаде или капусты могут иметь разный цвет. Например, настой каркаде у нас изначально красный, потому что сам по себе он кисленький (чай каркаде содержит кислоты из цветков). Если бы мы его посильнее защелочили, он мог бы стать ещё более зелёным. У некоторых из вас, может, получился более синий цвет. Это нормально. Главное, что мы увидели контраст: кислая часть — красная, щелочная — сине-зелёная.

Мы с вами только что провели эксперименты и убедились, как может меняться цвет веществ при определённых условиях. Давайте подумаем вместе, что же такое индикатор, и сформулируем.

Индикатор — это особое вещество, которое обратимо меняет свою окраску (или становится бесцветным) при наличии каких-то компонентов или при изменении условий среды. Чаще всего индикаторы используются, чтобы определить, кислая среда или щелочная.

Конечно, пробовать все вещества на вкус — плохая и опасная идея, а на глаз не всегда понятно, например, кислота перед нами или нет. Вот для этого и нужны индикаторы. С их помощью становится видно кислотность или щелочность по цвету.

Мы своими глазами видели, как наш индикатор из каркаде показал, где кислота, а где щёлочь. В химии есть много таких индикаторов. Например, самый известный — лакмус.
Возможно, вы слышали фразу «лакмусовая бумажка» — так называют любой явный тест, который сразу что-то показывает. А появилось это выражение благодаря лакмусу — натуральному индикатору, который получают из особых мхов-лишайников. Его начали использовать очень давно, ещё в Средние века. Говорят, один испанский учёный в XIV веке первым заметил, что синий краситель из лишайника становится красным в уксусе и снова синим в растворе щёлочи. Так люди узнали про индикатор лакмус. С тех пор лакмусовая бумажка стала простым и надёжным способом проверить кислотность любого раствора.

Мы фактически сделали свою индикаторную бумажку из гибискуса — чая каркаде. Кстати, многие растения могут служить индикаторами. Например, краснокочанная капуста содержит пигмент, который на кислоту реагирует красно-розовым цветом, а на щёлочь — зелёным. Если из листьев краснокочанной капусты выжать сок или сделать отвар, им можно проверять разные жидкости и получить целую радугу цветов из-за разных уровней кислотности проверяемых жидкостей.

У некоторых цветов окраска лепестков зависит от кислотности окружающей среды. Например, садовый цветок гортензия: его крупные шапки цветов бывают голубыми или розовыми. Отчего зависит цвет? От состава почвы. В кислой почве гортензии цветут синими или фиолетовыми цветами, а в щелочной — розовыми или красноватыми. Получается, гортензия — живой индикатор: по цветку можно понять, какая почва на клумбе, кислая или нет. Некоторые садоводы даже специально подкисляют почву уксусом или сулемой, чтобы гортензии были голубыми.

Вопрос! А как вы думаете, всегда ли индикаторы используются только для определения кислот и щёлочей?»

«Может быть, есть индикаторы для других веществ?»
«Да, наверное, можно определять не только это».

Есть индикаторы, которые меняют цвет при наличии определённых газов. Например, индикатор для углекислого газа — помутнение известковой воды. А в быту есть индикаторные бумажки, которые определяют, например, уровень хлора в воде или качество молока.

Но чаще всего, повторюсь, под индикаторами имеют в виду именно кислотно-щелочные индикаторы, как лакмус или фенолфталеин. Фенолфталеин, кстати, — это ещё один известный индикатор: в кислотах он бесцветный, а в щелочах — ярко-розовый! Его используют, например, чтобы понять, нейтрализовалась ли кислота щёлочью или всё же ещё осталась в растворе.

Сейчас я разделю вас на группы, и каждая получит небольшой текст, связанный с индикаторами. Ваша задача — прочитать в группе текст и ответить на вопросы. Затем вы расскажете классу, что узнали.

Итак, сегодня мы узнали, что индикаторы — это наши глаза в кислотно-щелочном мире. Без них химия не была бы такой яркой и понятной. Вы своими руками сделали индикатор и увидели химические превращения.

Если вам понравилось играть с цветами, вот вам домашнее задание-эксперимент! Можно сделать целую радугу индикаторов из обыкновенной краснокочанной капусты. Попробуйте дома (только обязательно с родителями) следующий опыт, который описан в раздаточном материале.