Färgförändringar. Färgindikatorer. Ändring i färg på syra-basindikatorer. Hur använder en person växtpigment?

Människor som tittar på kameleonter kan tro att dessa reptiler ändrar färg medvetet och "skräddarsy" sig själva efter färgen på sin miljö. I det här fallet måste man anta att kameleonter har självkännedom och abstrakthet, vilket man inte skulle förvänta sig av.

Mekanism för färgförändring

Ökeninvånare använder sin egenhet för att absorbera solljus. På morgonen är färgen svart för att absorbera så mycket värme som möjligt och på eftermiddagen blir de ljusgrå för att reflektera solens strålar. Färgen kan också bara ändras i vissa områden, då täcker flerfärgade ränder eller fläckar kameleontens kropp. Det är en felaktig tro att en kameleont kan ta på sig absolut alla färger och mönster. Det ändrar sin färg inom det område som är inneboende i djurets fysiologi. Kameleontägare älskar att experimentera med dem. Om du sätter en kameleont på ett schackbräde blir det inte ett svartvitt schackbräde.

notera

Pigmentgranulerna kan röra sig mycket snabbt och ändrar omedelbart färgen på kameleontens hud.

Användbara råd

Vissa sorter av kameleonter tar färgen på sina motståndare (ormar, fåglar), vilket är farligt.

Fantastiska djur - kameleonter. Med sin förmåga att byta färg i olika situationer väckte de uppmärksamhet från forskare och vanliga människor. Det finns en vanlig uppfattning att en kameleont ändrar färg beroende på bakgrunden där den befinner sig. Men detta är långt ifrån sant.

Eftersom färg är en av de mest slående och iögonfallande egenskaperna hos ädelstenar, har det inte funnits brist på försök att på konstgjord väg ändra den.

Oftast sker detta genom enkel uppvärmning, eller eldning.

Så här beskrev Guettard, hertigen av Orleanss läkare, färgförändringen på topas genom att skjuta tillbaka 1751: ”Monsieur Dumel, en guldsmed som kombinerar skicklighet i sitt hantverk med berömvärd filosofisk nyfikenhet och en lust till forskning, särskilt allt med vilket han stöter på i sitt arbete berättade han för mig att brasilianska topaser tappar sin gula färg i elden och får istället en ljusare eller mörkare rosa färg, vilket gör att de ser ut som bleka rubiner. Vissa juvelerare visste redan om denna förändring, som vi trodde var känd för oss ensamma, men de tystade flitigt ner den och fortsätter fortfarande att tysta den, eftersom för dem den vinst som de kan få från den och faktiskt ofta har redan ofta härledd är mycket viktigare än någon liten filosofisk nyfikenhet.

De använde sin upptäckt för att ibland sälja en eldgjord rubin som en naturlig, och handlare tog förmodligen aldrig till ett mer oskyldigt bedrägeri. När allt kommer omkring får köparen faktiskt en rubin för pengarna, och vilken betydelse är det att denna rubin inte är skyldig naturen sin perfektion, eftersom en del konst ger den en lika hållbar färg som de bästa rubinerna, och desto vackrare, desto mer oansenlig och mörkare var topasen?

Sammanfattningsvis rapporterar Guettard att denna upptäckt av misstag gjordes av en stenhuggare från Lissabon, som tappade en sten i het aska.

I mitten av 1700-talet. genom eldning kunde de missfärga brunt, rökigt, kvarts, och lite senare lärde de sig att förvandla dem på detta sätt till citrongula citriner. Karneolrostning går också tillbaka till 1800-talet. används i Indien, nära Baroda, st. Gujarat. Att bränna agater till en röd färg upptäcktes första gången i Idar (Tyskland) 1813. Där märkte man att gulaktiga och grå agater från ett visst stenbrott (Ilgesheim, Glaserberg), som legat länge på jordens yta, förvärvade en rödaktig nyans, som agaterna fick direkt från stenbrottet, inte observerad. Denna skillnad i färg tillskrevs ursprungligen påverkan av solljus och de började exponera agatprodukter för solen, men till ingen nytta. Fynd av röda agater på eldgropar gav då anledning att misstänka att värme kunde vara orsaken till färgförändringen. De första försöken att skjuta gav dock inga framgångsrika resultat. Även om stenarna blev röda sprack de i elden och föll isär. Först efter att de kom på att förbränna agaterna med långvarig (flera veckor) torkning, var det äntligen möjligt att uppnå önskat resultat. På liknande sätt upptäcktes färgförändringen av ametist i eld: brasilianska gauchos (boskapsskötare) i delstaten Rio Grande do Sul placerade en gång flera stora bitar av ametist nära elden som de stekte kött på ett spett. Påstås att nästa morgon, när de svalnade, blev dessa malmer gula. Färglösa och gröna stenar kan också erhållas från ametist genom bränning. När en stor akvamarin vägande 110 kg erhölls i Idar 1911 gjordes ett framgångsrikt försök att ändra färgen på dess yttre del från grön till blå genom uppvärmning. Efter detta blev det vanligt att ändra färgen på grönaktiga beryler genom kalcinering. På 1920-talet, när blåaktiga turmaliner från Namibia kom ut på marknaden, fick de gröna toner genom uppvärmning. Blå zoisiter har också sin vackra färg att tacka för förbränning.

Alla dessa färgförändringar är oåterkalleliga, så det finns ingen anledning att officiellt rapportera dem när man säljer stenar. Endast i vissa zirkoner är färgförändringen reversibel: efter en tid återgår de till sin ursprungliga färg.

Det andra sättet att ändra färgen på ädelstenar är bestrålning. Till exempel får färglösa diamanter en grön färg på detta sätt. Vi talar om radioaktiv exponering, och effekten av a-, P- och y-strålning är inte densamma (P- och y-strålar är särskilt effektiva). För ametister som har bleknat i ljuset, återför strålningen dem till sin ursprungliga färg under dess inflytande blir grön, som giddenit, etc. (även om färgförändringen är reversibel).

Färgförändringar sker också under påverkan av ultraviolett och röntgenstrålning, men de används nästan aldrig för att ändra färgen på ädelstenar. Ibland beror den naturliga färgen på stenar (till exempel vissa zirkoner) av radioaktiv strålning. Rökkvarts har sin färg att tacka kosmisk strålning, men det är också möjligt att genom radioaktiv bestrålning färga bergkristallbrun, det vill säga förvandla den till rökkvarts.

Även om man ändrar färgen på mineraler genom värme eller bestrålning inte introducerar några främmande ämnen, använder färgning av ädelstenar ett färgämne. I detta fall sker därför en förändring i mineralets sammansättning.

Redan romarna visste hur man säljer enskilda ädelstenar i andra färger eller förbättrar sin egen färg. Till exempel nämner Plinius skrifter som ger recept för att färga bergkristall och andra genomskinliga ädelstenar i färgerna smaragd (smaragd) eller förvandla sarder till sardonyx. Plinius rapporterar vidare att i Etiopien etsades mattare karbunklar med ättiksyra i 14 dagar, varefter de fick glans och behöll den i samma antal månader. I kapitel 75 i volym 37 av hans Natural History, nämner den romerska författaren att vissa agatädelstenar med största sannolikhet är "gjorda" snarare än naturliga (det vill säga deras färg har ändrats på konstgjord väg). Dessutom berättar han hur agatknölar, agatmandlar, som finns i Arabien, kokades i honung i sju dagar och sju nätter och sedan bearbetades av konstnärer på ett sådant sätt att ådror, ränder och fläckar avslöjades i stenen; detta gjorde dem särskilt lämpade för att göra smycken.

Lessing trodde redan att Plinius inte kunde ha inneburit att bara rengöra ytan på agaterna. Decoctus melli Corsici (korsikansk honungsavkok) han nämner måste ha trängt djupare in i ädelstenarna och verkat på hela stenmassan.

På 1700-talet i Idar lärde de sig också att identifiera flerfärgade mönster på ytan av agater; detta gjordes med hjälp av lösningar av metallsalter. Det förblev dock okänt att vissa agatvatten kunde mättas ordentligt med färgämnen.

Ädelstenspolerare i antikens Rom kunde bäst färga onyxliknande agater svarta. Plinius instruktioner om att koka agater i en honungslösning var bara en del av hemligheten. Därefter avlägsnades vatten från honungskolhydraterna med användning av hygroskopisk svavelsyra, varefter det återstående svarta kolet användes.

1819 bemästrade man konsten att måla agat svart i Idar, vilket blev huvudorsaken till att agatindustrin blomstrade där. Förflyttningen av centrum för stenhuggningskonst från Italien till Paris var också uppenbarligen direkt relaterad till denna upptäckt.

1822 behärskade de metoden att färga kalcedon ljusgul (med hjälp av salpetersyra). Vid det här laget lärde de sig tydligen hur man färgar krysopras, vilket förstärker dess gröna färg.

Sedan 1845 har man känt till en metod att måla agater blå genom att etsa dem med blodsalt; 1850 användes först järnföreningar för att ge agater en röd färg. Sedan 1860 har kromsyra använts för att ge grön färg till agater av olika nyanser och 1822 utvecklades en metod för att färga agater i bruna och bruna toner.

Redan 1824 publicerades en varning mot målade stenar: ”Stensliparna i Oberstein och Idar-on-Nae har länge utövat konsten att så förstärka färgen på inhemska karneoler genom att koka dem i svavelsyra att de blev omöjliga att skilja från de mest vackra arab och surinamer. Nu vet de också hur man på konstgjord väg omvandlar nästan genomskinlig agat (kalcedon) till en vacker mjölkvit sten. Vi har sett annan kalcedon, målad på samma sätt i en magnifik citrongul färg, och de lärde sig att ge den renaste svarta färgen till de ursprungligen ljusbruna ränderna i den så kallade onyxen. Den som inte varnas för detta i förväg kan inte ens tänka sig att betrakta sådana toner som konstgjorda. Även om stenpolerare inte gör någon hemlighet av att de ger olika färger på stenar på detta sätt, kan stenar som är färgade på detta sätt lätt, som passerar genom andra händer, vilseleda samlare.”

Dreher beskrev i detalj en mängd olika färgningstekniker som hölls av enskilda hantverkare som deras mycket privata hemligheter.

För auktionsförsäljning görs 4 prover av varje stor bit agat, som får olika färger så att intresserade köpare kan lista ut vilken färg som passar bäst för en viss bit. Huvudfärgerna är röd, svart, blå och grön.

Färgning var inte begränsad till enbart agater senare började de på konstgjord väg ändra färgerna på andra mineraler. Olika färgämnen användes för att tona turkos, men en del av dess egna blå färg förstärktes helt enkelt genom att vaxa enbart. Ibland målades lågvärdiga bitar av lapis lazuli.

En gång gavs blå färg till en viss typ av jaspis (från Nunkirchen i Saarland-regionen), vilket släppte ut den på marknaden som "tysk lapis", det vill säga simulera lapis lazuli.

Samma färgförändringar som konstgjorda kan förekomma i naturen, men i sådana fall har de som regel ingen förädlande effekt, utan tvärtom minskar stenarnas värde ganska avsevärt. I det här fallet måste du oftast ta itu med fenomenen missfärgning och blekning. I mineralogiska museer är exemplar av mineraler som är benägna att blekna täckta med mörkt tyg eller lådor. Fade-fenomen har observerats hos ametister från Schweiz och. i kunziter från Madagaskar; Ryska topaser från Transbaikalia förlorade sin mörka vingula färg och blev blåvita.

Enligt handelsnomenklaturbestämmelserna måste följande artificiellt färgade stenar, det vill säga stenar vars färg har förändrats på konstgjord väg genom fysikalisk, kemisk eller fysikalisk-kemisk verkan, specificeras:

stenar som har genomgått en färgförändring genom partikelbombardement eller bestrålning (till exempel gul safir, kunzit eller diamant); stenar som har upplevt en färgförändring på grund av exponering för kemikalier (svartfärgad opal, artificiellt färgad jade); de bör kallas så att den artificiella förändringen i deras färg är otvetydigt tydlig från namnet, till exempel bör de skrivas: artificiellt färgade, täckta med patina, förädlade, bombarderade; blåfärgad lapis lazuli-liknande jaspis, färgad jade, brända blå zirkoner.

Ädelstenar och prydnadsstenar som har fått en oåterkallelig och bestående färg genom bränning eller etsning, till exempel beryll, kvarts, spodumen, topas, turmalin, zoisit, agat, är undantagna från bestämmelserna.

Färgbeständigheten hos klädmaterial är en viktig indikator på bevarandet av klädes estetiska egenskaper. Befintliga metoder för att bedöma klädesmaterialens färgbeständighet mot olika influenser tillåter inte en kvantitativ bedömning och graden av betydelse av färgförändringar i material ur människans synvinkel. Tidningen föreslår en metod för att bedöma färgförändringen av klädesmaterial, baserad på bearbetning av skannade fotografiska bilder av prover före och efter exponering. Baserat på de erhållna labbegenskaperna för CIE Labs färgrymd, beräknas färgskillnadsindexet ΔE. Bedömningen av färgförändringen av halvfärdigt fårskinnslädertyg visade att den föreslagna metoden gör det möjligt att kvantitativt bedöma förändringar i färgegenskaper, är en känslig och mer exakt bedömning och gör det möjligt att utvärdera färgförändringar som är signifikanta för människan uppfattning. Det avslöjades att olika influenser (kemtvätt, lätt väderlek, torr och våt friktion) leder till olika förändringar i färgegenskaper (ljushet, mättnad, nyans), vilket bedöms av storleken och tecknet på dessa egenskaper.

påverkan

halvfabrikat av fårskinn

lätthet

mättnad

färgskillnad

hållbarhet

1. Barashkova N.N., Shalomin O.A., Gusev B.N., Matrokhin A.Yu. En metod för datorbestämning av förändringar i färgen på textiltyger vid bedömning av dess motståndskraft mot fysikaliska och kemiska påverkan: ryskt patent nr 2439560.2012.

2. Borisova E.N., Koitova Zh.Yu., Shapochka N.N. Bedömning av färgstabiliteten hos fårskinn under olika typer av exponering // Bulletin of the Kostroma State Technological University. - 2012. - Nr 1. - S. 43-45.

3. Borisova E.N., Koitova Zh.Yu., Shapochka N.N. Inverkan av kemtvätt på konsumentegenskaperna hos fårskinnsprodukter // Bulletin från Kostroma State Technological University. - 2011. - Nr 2. - P. 37-38.

4. GOST 9733.0-83. Textila material. Allmänna krav på provningsmetoder för färgbeständighet mot fysikalisk och kemisk påverkan. - Stiga på. 01.01.1986//Standardernas förlag. - M., 1992. - S. 10.

5. GOST R 53015-2008. Pälsskinn och färgade fårskinn. Metod för att bestämma färgbeständighet mot friktion. - Stiga på. 2008-11-27//Standardernas förlag. – M., 2009. – S. 7.

6. GOST R ISO 105-J03-99. Textila material. Bestämning av färgbeständighet. Del J03. Metod för att beräkna färgskillnader. - Stiga på. 1999-12-29 // Publishing house of standards. – M., 2000. – S. 11.

7. Dolgova E.Yu., Koitova Zh.Yu., Borisova E.N. Utveckling av en instrumentell metod för att bedöma färgbeständigheten hos klädesmaterial // Nyheter från universitet. Textilindustriteknik - 2008. - Nr 6C. - s. 15-17.

8. Domasev M.V. Färg, färghantering, färgberäkningar och mätningar / M.V. Domasev, S.P. Gnatyuk. - St. Petersburg: Peter, 2009. - S.224.

Färgstabiliteten hos klädmaterial under användning bestämmer till stor del deras kvalitet, eftersom konstansen hos de ursprungliga färgegenskaperna säkerställer bevarandet av klädernas estetiska egenskaper, vilket är en av de viktigaste konsumentpreferenserna.

Färgstabiliteten hos klädesmaterial för olika typer av exponering bestäms i enlighet med standarder. Nya metoder har också utvecklats och nya indikatorer har föreslagits för att bedöma färgegenskaper. Dessa metoder tillåter oss dock inte att bedöma hur betydande färgförändringar under operativ påverkan är ur människans synvinkel, eftersom Det finns ingen kvantitativ bedömning av färgförändringar som motsvarar det mänskliga ögats egenheter med färguppfattning.

För att kvantifiera färgförändringar föreslås det att man använder metoden för att beräkna färgskillnader. För att erhålla färgegenskaperna för testproverna används deras skannade fotografiska bild, följt av bearbetning i Adobe Photoshops grafiska editor (Fig. 1), där det är möjligt att erhålla Lab-färgegenskaperna.

Figur 1 - Adobe Photoshop-fönster med fotografier av prover före och efter exponering

För att bedöma färgförändring används karakteristiken ΔE - färgskillnad - som definieras som skillnaden mellan två färger i en av färgrymden med lika kontrast. Denna egenskap tar hänsyn till skillnaden mellan L-, a- och b-färgkoordinaterna för CIE Lab-färgrymden och skillnaden mellan H°-kromaticiteten och C-mättnadskoordinaterna för CIE LCH-färgrymden. Labkarakteristiken är hårdvaruoberoende och motsvarar särdragen i färguppfattning av det mänskliga ögat, vilket ger en mer exakt bedömning av materialets färgförändring.

Färgskillnaden ΔE beräknas med formeln (1):

∆E = [()2 + ()2 + ()2]1/2 , (1)

där ∆L, ∆C, ∆H - skillnaden mellan provet före och efter exponering i ljushet, mättnad respektive nyans, beräknad med formlerna (2), (4.5) och (6.7);

KL, KC, KH - viktningskoefficienter, som är lika med en som standard;

SL, SC, SH - längder på halvaxlarna i ellipsoiden, kallade viktfunktioner, så att du kan justera deras motsvarande komponenter, efter platsen för färgprovet i laboratoriets färgrymd, bestämt av formler (7.8), (9.10) ) respektive (11-13).

Detektering av ljushetsförändringar (2)

∆L = L1 - L2, (2)

där L1 är ljusheten i färgen på provet före testning;

L2 - ljushet av färgen på provet efter testning.

Bestämning av provets färgmättnad (3):

C = 1/2, (3)

där a är förhållandet mellan röda och gröna färger i en given färg;

b är förhållandet mellan blått och gult.

Upptäcker förändringar i mättnad (4)

∆C = C1 - C2, (4)

där C1 är provets färgmättnad före testning;

C2 - färgmättnad av provet efter testning.

Definition av färgton (5):

H = arktan,(5)

Detektering av färgtonsändring (6)

∆H = 2sin, (6)

där H1 är provets färgton före testning;

H2 - provets färgton efter testning (5).

Bestämning av det genomsnittliga ljushetsvärdet för prover före och efter testning (7.8):

= (L1+ L2)/2 (7)

där K2 = 0,014 är viktningskoefficienten.

Bestämning av det genomsnittliga mättnadsvärdet för prover före och efter testning (9.10):

C12 = (C1 + C2)/2 (9)

SC= 1 +K1C12, (10)

där K1 = 0,048 är viktningskoefficienten.

Bestämning av den genomsnittliga färgtonen för prover före och efter testning (11-13):

T= 1-0,17cos(H12 - 30°)+0,24cos(2H12)+0,32cos(2H12 + 6°)-0,2cos(4H12 - 64°)(12)

SH= 1 + K2C12T(13)

Vid beräkning av H12 bör man ta hänsyn till att om provens kromaticiteter faller i olika kvadranter så måste 360° subtraheras från det kromaticitetsvärde som är störst och sedan ska medelvärdet bestämmas.

Genom storleken på färgskillnaden kan man bedöma graden av förändring i färgen på material efter olika influenser. ΔE-värde< 2 соответствует минимально различимому на глаз порогу цветоразличия, величина в пределах ΔE = 2—6 приемлемо различимая разница в цвете. Величина ΔE >6 kommer att motsvara en märkbar skillnad mellan de två färgerna. Genom tecknet på förändringar i ljushet, mättnad och färgton kan man bedöma graden av förändring i dessa egenskaper hos materialet.

För närvarande producerade halvfärdiga fårskinnsprodukter kännetecknas av en mängd olika färger, typer av efterbehandling av lädertyg och hår. Under slitage och skötsel upplever produkterna en komplex uppsättning av olika influenser som leder till försämring av produktens utseende. För att testa den föreslagna metoden gjordes därför en bedömning av färgförändringen hos en halvfabrikat fårskinnsprodukt med olika färgegenskaper hos lädertyg och under olika typer av exponering (kemtvätt, lätt väderlek, torr och våt friktion) (tabell) 1).

Tabell 1 - Bedömning av färgbeständighet för halvfärdigt fårskinnslädertyg under olika typer av influenser

Typ av påverkan

Prov på halvfabrikat

Innan exponering

Efter exponering

Kemtvätt

Fårskinnspäls, svart lädertyg

Lätt väder

Fårskinnsrock, svart lädertyg

Fårskinnspäls med polymerfilmbeläggning, ljusbrunt lädertyg

Pälsvelour, mörkgrönt lädertyg

Torr friktion

Fårskinnsrock, brunt lädertyg

Pälsvelour, brunt lädertyg

Fårskinnspäls, mörkgrått lädertyg

Våt friktion

Pälsvelour, brunt lädertyg

Pälsvelour, ljusgrått lädertyg

Analys av erhållna data visar att de största färgförändringarna sker under kemtvätt. Färgskillnadsvärdena når 12,7, vilket är en signifikant indikator på färgförändring. Samtidigt blir färgen på materialet mindre mättad och ljusare. Under våt friktion mörknar materialet, vilket framgår av positiva värden för ∆L - ljushetsindikatorn, medan denna indikator har negativa värden vid andra typer av exponering, vilket indikerar att materialet blir ljusare under denna typ av exponering leda till förändringar i indikatorn ∆H - ljus ton. När detta värde överskrids med 4 enheter ändras materialets ton avsevärt.

Således gör den föreslagna metoden för att bedöma förändringar i färgegenskaper det möjligt att erhålla kvantitativa indikatorer på färgförändringar, är känslig och gör det möjligt att utvärdera färgförändringar som är signifikanta för människans uppfattning, och att studera kinetiken för förändringar under påverkan av en viss driftsfaktor Den kan användas för att bedöma färgstabilitet vid färgningsstadiet halvfärdig fårskinnsprodukt, vid förberedande skede vid val av skinn för produkten för att utesluta olika nyanser, under kemtvätt för att bedöma dess inverkan på. färgförändringar.

Recensenter:

Sokova G.G., doktor i tekniska vetenskaper, professor, skådespeleri Chef för institutionen för teknik och design av tyger och stickade plagg, Kostroma State Technological University, Kostroma.

Galanin S.I., doktor i tekniska vetenskaper, professor, chef för avdelningen för teknik, konstnärlig bearbetning av material, konstnärlig design, konst och tekniska tjänster, Kostroma State Technological University, Kostroma.

Bibliografisk länk

Borisova E.N., Koitova Zh.Yu. ANVÄNDA METODEN ATT BERÄKNA FÄRGSKILLNADER FÖR ATT BEDÖA FÖRÄNDRINGAR I FÄRGEN PÅ FÅR FÅR HALVFÄRDIGA PRODUKTER // Moderna problem inom vetenskap och utbildning. – 2013. – Nr 5.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=10468 (åtkomstdatum: 2019-06-15). Vi uppmärksammar tidskrifter utgivna av förlaget "Academy of Natural Sciences"

Bland mångfalden av organiska ämnen finns speciella föreningar som kännetecknas av färgförändringar i olika miljöer. Före tillkomsten av moderna elektroniska pH-mätare var indikatorer oumbärliga "verktyg" för att bestämma syra-basparametrarna i miljön och fortsätter att användas i laboratoriepraxis som hjälpmedel i analytisk kemi, såväl som i avsaknad av nödvändig utrustning .

Vad är indikatorer till för?

Inledningsvis användes dessa föreningars egenskap att ändra färg i olika miljöer i stor utsträckning för att visuellt bestämma syra-basegenskaperna hos ämnen i lösning, vilket hjälpte till att bestämma inte bara miljöns natur, utan också för att dra en slutsats om reaktionen bildade produkter. Indikatorlösningar fortsätter att användas i laboratoriepraxis för att bestämma koncentrationen av ämnen genom titrering och låta en lära sig hur man använder tillgängliga metoder i frånvaro av moderna pH-mätare.

Det finns flera dussin ämnen av detta slag, som var och en är känslig för ett ganska smalt område: vanligtvis överstiger det inte 3 poäng på skalan för informationsinnehåll. Tack vare en sådan mängd kromoforer och deras låga aktivitet sinsemellan kunde forskare skapa universella indikatorer som används allmänt i laboratorie- och industriella förhållanden.

Mest använda pH-indikatorer

Det är anmärkningsvärt att förutom identifieringsegenskapen har dessa föreningar god färgningsförmåga, vilket gör att de kan användas för färgning av tyger inom textilindustrin. Av det stora antalet färgindikatorer inom kemi är de mest kända och använda metylorange (metylorange) och fenolftalein. De flesta andra kromoforer används för närvarande i blandningar med varandra, eller för specifika synteser och reaktioner.

Metylorange

Många färgämnen är namngivna på grund av deras primära färger i en neutral miljö, vilket också är inneboende i denna kromofor. Metylorange är ett azofärgämne som har en grupp - N = N - i sin sammansättning, som är ansvarig för övergången av indikatorfärgen till röd och gul till alkalisk. Azoföreningar i sig är inte starka baser, men närvaron av elektrondonerande grupper (-OH, -NH 2, -NH (CH 3), -N (CH 3) 2, etc.) ökar basiciteten hos ett av kvävet. atomer, som blir kapabla att fästa väteprotoner enligt donator-acceptor-principen. Därför, när koncentrationerna av H+-joner i lösningen ändras, kan en förändring i färgen på syra-basindikatorn observeras.

Läs mer om att göra metylapelsin

Metylorange erhålls genom diazotering av sulfanilsyra C 6 H 4 (SO 3 H) NH 2 följt av kombination med dimetylanilin C 6 H 5 N(CH 3) 2. Sulfanilsyra löses i en natriumalkalilösning, tillsätter natriumnitrit NaNO2, och kyls sedan med is för att utföra syntesen vid temperaturer så nära 0°C som möjligt och saltsyra HCl tillsätts. Förbered sedan en separat lösning av dimetylanilin i HCl, som hälls kyld i den första lösningen för att erhålla ett färgämne. Den alkaliseras ytterligare och mörkorange kristaller faller ut från lösningen, som efter flera timmar filtreras och torkas i ett vattenbad.

Fenolftalein

Denna kromofor fick sitt namn från att lägga till namnen på två reagenser som är involverade i dess syntes. Färgen på indikatorn är anmärkningsvärd för dess färgförändring i en alkalisk miljö med förvärvet av en crimson (röd-violett, crimson-röd) nyans, som blir missfärgad när lösningen är starkt alkaliserad. Fenolftalein kan ta flera former beroende på miljöns pH och i starkt sura miljöer har det en orange färg.

Denna kromofor erhålls genom kondensation av fenol och ftalsyraanhydrid i närvaro av zinkklorid ZnCl 2 eller koncentrerad svavelsyra H 2 SO 4. I fast tillstånd är fenolftaleinmolekyler färglösa kristaller.

Tidigare användes fenolftalein aktivt för att skapa laxermedel, men gradvis minskades användningen avsevärt på grund av de etablerade kumulativa egenskaperna.

Lackmus

Denna indikator var en av de första reagensen som användes på fasta medier. Lakmus är en komplex blandning av naturliga föreningar som erhålls från vissa typer av lavar. Det används inte bara som utan också som ett sätt att bestämma pH i miljön. Detta är en av de första indikatorerna som började användas av människor i kemisk praxis: den används i form av vattenlösningar eller remsor av filterpapper indränkta i den. Fast lackmus är ett mörkt pulver med en svag ammoniaklukt. När den löses upp i rent vatten får färgen på indikatorn en violett färg och när den surgörs blir den röd. I en alkalisk miljö blir lakmus blå, vilket gör att den kan användas som en universell indikator för allmän bestämning av miljöindikatorer.

Det är inte möjligt att exakt fastställa mekanismen och karaktären av reaktionen som uppstår när pH förändras i strukturerna hos lackmuskomponenter, eftersom den kan innehålla upp till 15 olika föreningar, av vilka några kan vara oskiljaktiga aktiva substanser, vilket komplicerar deras individuella studier av kemiska och fysikaliska egenskaper.

Universal indikatorpapper

Med utvecklingen av vetenskap och tillkomsten av indikatorpapper förenklades upprättandet av miljöindikatorer avsevärt, eftersom det nu inte fanns något behov av att ha färdiga flytande reagenser för någon fältforskning, som fortfarande framgångsrikt används av forskare och kriminologer. Således ersattes lösningarna av universella indikatorpapper, som på grund av sitt breda spektrum av verkan nästan helt eliminerade behovet av att använda andra syra-basindikatorer.

Sammansättningen av impregnerade remsor kan skilja sig från en tillverkare till en annan, så en ungefärlig lista över ingående ämnen kan vara följande:

fenolftalein (0-3,0 och 8,2-11);
(di) metylgul (2,9-4,0);
metylorange (3,1-4,4);
metylrött (4,2-6,2);
bromtymolblått (6,0-7,8);
a-naftolftalein (7,3-8,7);
tymolblått (8,0-9,6);
kresolftalein (8,2-9,8).

Förpackningen måste innehålla färgskalastandarder som gör att du kan bestämma miljöns pH från 0 till 12 (cirka 14) med en noggrannhet på ett heltal.

Bland annat kan dessa föreningar användas tillsammans i vattenhaltiga och vattenhaltiga-alkohollösningar, vilket gör användningen av sådana blandningar mycket bekväm. Vissa av dessa ämnen kan dock vara dåligt lösliga i vatten, så det är nödvändigt att välja ett universellt organiskt lösningsmedel.

På grund av sina egenskaper har syra-basindikatorer funnit sin användning inom många vetenskapsområden, och deras mångfald har gjort det möjligt att skapa universella blandningar som är känsliga för ett brett spektrum av pH-värden.

Huvudlärare

biologi högre kval.

personlig utbildning

Rostov, 2012

1. Introduktion____________________________________________________________ 3

2. Litteraturgenomgång________________________________________________________________ ____ 4-11

3. Forskningsmetodik ______________________________________________________12-14

4. Forskningsresultat ________________________________________________________________15-17

5. Slutsatser_________________________________________________________ 18

6. Slutsats_____ ________________________________________________________________19

7. Litteratur_________________________________________________________________19

8. Ansökningar________________________________________________________________20

1. Introduktion

På utflykten "Säsonsbetonade förändringar i växternas liv" observerade vi fenomenet lövfall, och vi blev intresserade av att veta varför löv, såväl som blommor och frukter av växter, kan ändra färg?

Syftet med studien: ta reda på orsakerna till förändringar i färgen på löv, frukter, blommor i växter.

Z Forskningsmål:

· Studera litteratur om detta ämne.

· Undersök de ämnen som utgör en växtorganism.

· Genomför experiment för att ta reda på orsakerna till förändringar i färgen på pigment.

· Ta reda på vilken roll växtpigment spelar i växters och människors liv.

Studieobjekt: olika delar av en växtorganism

Studieämne: växtpigment

Forskningshypotes: Vi tror att förändringar i färgen på växtdelar sker under påverkan av miljöfaktorer.

Forskningsmetoder: beskrivande, jämförande, experimentell, biokemisk, modellering.

Metodik för att genomföra experiment hämtat från boken, Fenchuk experimenterar med växter.

2. Litteratur recension

Höstens färger

Ett oumbärligt hösttecken är förändringen i bladfärgen, som sammanfaller med början av bildandet av det separerande lagret. Varje typ av växt har sin egen karaktäristiska bladfärg. Hos al och svart gräshoppa är höstfärgen svagt uttryckt. Lindens blad är gulgröna, poppel och björkar är gula. Vackra rödfärgade blad av röd ek, kanadensiskt servicebär, vanligt päron och europeisk euonymus är vackra.

Denna variation av nyanser beror på de olika kombinationerna av tre grupper av pigment i höstlöven: gul-orange karotenoider, gröna klorofyller och röda antocyaniner.

En förändring i bladfärgen börjar alltid med att klorofyllsyntesen upphör. Klorofyllet som finns i kloroplaster börjar gradvis kollapsa: i vissa arter - helt (eklöv), i andra - delvis (plommon).

Kloroplasterna av gröna blad innehåller alltid 2 grupper av pigment: grönt

klorofyller och gul-orange karotenoider. Karotenoider maskeras av klorofyll, så de märks inte i gröna blad. Till skillnad från klorofyller är karotenoider mer stabila på hösten, deras nedbrytning är mycket långsammare, och hos vissa arter ökar deras mängd till och med. I slutändan kommer bladfärgen att bero på om arten är kapabel till antocyaninsyntes i bladen.

I träd och buskar som inte producerar antocyaniner i sina löv, som ett resultat av höstens nedbrytning av klorofyll, blir karotenoider märkbara, löven får olika nyanser av gult, gulgrönt.

Spel av färger

Vem har inte beundrat färgerna på en blommande äng, skogsbrynet, höstens lövverk, trädgårdens och åkerns gåvor? Men inte alla vet var naturen får en så rik palett av färger. Vi är skyldiga all denna skönhet till speciella färgämnen - pigment, varav cirka 2 tusen är kända i växtvärlden.

Färgen på ett ämne, inklusive pigment, bestäms av dess förmåga att absorbera ljus. Om ljuset som faller på ett ämne eller något organ i en växt reflekteras jämnt, ser det vitt ut. Om alla strålar absorberas uppfattas föremålet som svart. Det mänskliga ögat kan urskilja upp till 300 nyanser av akromatisk, d.v.s. icke-färgad, grå. Om ett ämne bara absorberar vissa delar av den synliga delen av solspektrumet får det en viss färg.

Elektromagnetiska vågor med en våglängd på 400-700 nm utgör den synliga delen av solstrålningen. I denna del av spektrumet särskiljs separata sektioner: med en våglängd på 400-424 nm - violett, 424-491 nm - blå, 491-550 nm - grön, 550-585 nm - gul, 585-647 nm - orange , 647-740 nm - röd. Strålning med en våglängd på mindre än 400 nm är ultraviolett, och med en våglängd på mer än 740 nm är det infraröda området av spektrumet.

Den mänskliga visuella apparaten är kapabel att särskilja upp till 10 miljoner olika kromatiska, dvs färgade, färger och nyanser. Den maximala färgnedbrytningen av solljus inträffar vid 13-15 timmar. Det är vid denna tid som ängen och åkern förefaller oss som mest ljusa och brokigast färgade.

Antocyaniner är färgämnen i växtceller

Antocyaniner är också vitt spridda färgämnen i växtvärlden. Till skillnad från klorofyll är de inte förknippade inuti cellen med plastidformationer, utan är oftast lösta i cellsav, ibland i form av små kristaller. Antocyaniner extraheras lätt från vilken blå eller röd del av växten som helst. Om du till exempel kokar hackade rödbetor eller rödkålsblad i en liten mängd vatten blir antocyanin snart lila eller smutsrött. Men det räcker att lägga till några droppar ättiksyra, citronsyra, oxalsyra eller någon annan syra till denna lösning, och den kommer omedelbart att få en intensiv röd färg. Närvaron av antocyaniner i växternas cellsav ger klockornas blommor en blå färg, violer - lila, förgätmigej - himmelsblå, tulpaner, pioner, rosor, dahlior - röda och blommor av nejlikor, flox, gladioler - rosa. Varför är detta färgämne så mångsidigt? Faktum är att antocyanin, beroende på miljön där den är belägen (sur, neutral eller alkalisk), snabbt kan ändra sin nyans. Antocyaninföreningar med syror är röda eller rosa, i en neutral miljö är de lila och i en alkalisk miljö är de blå.

Därför kan du i lungörtens blomställningar samtidigt hitta halvblommande blommor med en rosa krona, blommande blommor i lila färg och redan blekande blommor i blå färg. Detta beror på det faktum att i knopparna har cellsaften en sur reaktion, som, när blommorna blommar, blir neutral och sedan alkalisk. Liknande förändringar i kronbladens färg observeras också i blommor av inomhusjasmin, träskförgätmigej, blå cyanos, vanlig lin, vanlig cikoria och vårknopp. Kanske är sådana "åldersrelaterade" fenomen i en blomma delvis relaterade till processen för dess befruktning. Det finns bevis för att insektspollinatorer av lungörten bara besöker blommande rosa och lila blommor. Men är det bara färgen på kronan som fungerar som vägledning för dem?

Naturliga färgämnen finns inte bara i blommor, utan också i andra delar av växter, och spelar en mångfacetterad roll. Ta till exempel den oansenliga färgen på potatisknölar. I potatisknölar är de olika färgerna på skal, ögon, groddar och fruktkött också beroende av innehållet av fenolföreningar i dem, annars kallade bioflavonoider. De finns i en mängd olika färger: vit, gul, rosa, röd, blå, mörklila och till och med svart. Potatis med svartfärgade knölskal växer i sitt hemland på ön Chiloe. De olika färgerna på potatisskal och fruktkött beror på följande bioflavonoider som de innehåller: vitt - från färglösa leukoanthocyaniner eller katekiner, gult - från flavoner och flavonoider, rött och lila - från antocyaniner. Antocyaningruppen är den mest talrika, med cirka 10 arter. Det inkluderar pionidin, pelargonidin och malvidin, som ger lila och rosa färger, cyanidin och delfinidin, som ger blå färg, och det färglösa pigmentet petunidin. Det har konstaterats att färgade potatisknölar som regel är rikare på ämnen som är nödvändiga för vår kropp. Till exempel har knölar med gult kött en hög fetthalt.

På grund av antocyanins förmåga att ändra sin färg är det möjligt att observera en förändring i färgen på potatisknölar beroende på väderförhållanden, ljusintensitet, reaktion i markmiljön, användning av mineralgödsel och bekämpningsmedel. Vid odling av potatis på torvjordar har knölarna ofta en blåaktig nyans när fosforgödselmedel appliceras, kan de ge dem en rosa färg. Färgen på knölarna ändras ofta under påverkan av bekämpningsmedel som innehåller koppar, järn, svavel, fosfor och andra element.

Den fantastiska höstfärgen på löv med orange, rödbruna och röda nyanser beror också på innehållet av antocyaniner i deras cellsav. Den mest aktiva processen för deras bildning under denna period underlättas av en minskning av temperaturen, stark belysning och bibehållande av näringsämnen, särskilt sockerarter, i bladverket av dessa skäl.

Observationer indikerar också att den lila färgen på frön, blad och stjälkar av växter är en indikator på innehållet av kolhydrater i dem - sackaros, fruktos och glukos, som till stor del bestämmer växternas kylresistens. Med hjälp av denna karakteristiska indikator (test) kommer det i framtiden att vara möjligt att snabbt göra ett preliminärt urval för frostbeständighet och hög sockerhalt, vilket är särskilt nödvändigt när man utvecklar nya sorter av fleråriga fodergräs.

Bladen på småbladig lind, silverbjörk och grov alm innehåller huvudsakligen karotenoider (karotener och xantofyller) istället för antocyaniner. I det här fallet, före lövfallet, efter förstörelsen av klorofyll, får bladen en gyllene gul färg.

Följaktligen spelar de karmosinröda nyanserna i vilka många av våra träd vänder sig innan lövfall inte någon speciell fysiologisk roll, utan är bara en indikator på försvagningen av fotosyntesprocessen, ett förebud om början av vintervilan hos växter.

Var kommer antocyanin och xantofyll ifrån på hösten? Det visar sig att gröna löv på träd från början av deras liv samtidigt innehåller både klorofyll och antocyanin (eller xantofyll). Men antocyanin och xantofyll har en mindre intensiv färgtäthet, så de blir märkbara först efter att klorofyllkornen förstörs under vissa miljöförhållanden. I november - december, när klorofyllbildningen hämmas av bristen på solljus och dess ofullständiga spektrum, har unga skott och spirande löv av inomhusrosor en klar röd färg. I starkt solljus skulle de omedelbart bli gröna.

Hos vissa växter är förändringen från gröna till röda blad reversibel. Ett tydligt exempel på detta är beteendet hos många aloearter som odlas inomhus. På vintern och tidigt på våren, medan solljuset fortfarande är relativt svagt, är de gröna. Men om dessa växter utsätts för starkt solljus i juni eller juli, blir deras blad rödbruna. Att flytta växterna till ett skuggat område kommer igen att säkerställa att bladen snabbt återgår till sin gröna färg.

Den gula färgen på blommorna kommer från flavonerna de innehåller (karoten, xantofyll och antoklor), som i kombination med alkalier ger ett ganska brett spektrum av nyanser från ljust orange till svagt gult.

Bland mångfalden av färger i växtvärlden upptar vit en ganska betydande plats. Men för att skapa det behöver du vanligtvis inte något färgämne. Det orsakas av närvaron av luft i de intercellulära utrymmena i växtvävnader, som helt reflekterar ljus, vilket gör att blombladen ser vita ut. Detta kan observeras i exemplet med blommande växter av vanlig blåklint, vit näckros, liljekonvalj, etc. På grund av den täta pubescensen har växterna av alpin edelweiss, marsh cudweed, toadgrass och coltsfoot också en vit färg. Luften som finns i döda hårstrån gör också, som ett resultat av ljusreflektion, deras pubescenta yta vit. Och den vita färgen på björkbark, som ger björkstammar ett elegant utseende när som helst på året, orsakas av snövita trådliknande kristaller av betulin ("björkkamfer") som fyller peridermcellerna.

Inverkan av naturliga miljöelement på växtfärg

Under påverkan av ett överskott av vissa element i den naturliga miljön förändras färgen på löv, blommor, frukter och andra växtorgan.

Oftast, med ett överskott av ett eller annat element, inträffar fenomenet kloros - förlust av grön färg, åtföljd av gulning och ibland till och med blekning av löv. Gulningen kan vara kontinuerlig eller mosaik. Den är baserad på en mer intensiv förstörelse av klorofyll, orsakad av aktivering av enzymsystem för nedbrytning av grönt pigment, frisättning av klorofyll från ett bundet tillstånd. I vissa fall orsakas dock gulning av hämning av klorofyllsyntesen. När löven blir vita förstörs inte bara klorofyll, utan också gula pigment - karotenoider.

Till exempel leder ett överskott av aluminium i jorden till uppkomsten av vita fläckar på bladen. I Fergana, malört som växer på jordar som innehåller mycket järn, blir bladen initialt intensivt gröna och ändrar sedan kraftigt sin färg till ljusgul. Betydande koncentrationer av litium i jorden gör att citrusblad blir fläckiga. Den gröna färgen på ananas och kaliforniska vallmoblad bleknar i jordar med hög manganhalt. Bladkloros kan utvecklas på grund av överflöd av koppar i jorden.

Ett överskott av mobilt zirkonium leder till nekros av bladvävnad. Samtidigt kan grönområden finnas kvar mellan de döda ytorna. Kloros, orsakad av övermättnad av zink, sprider sig från toppen av bladet till basen.

I vissa fall får bladen en annan färg än gult. Till exempel kan svärtning av tallbarr i vissa fall tyda på en ökad halt av platina i jordar och underliggande stenar. Karakteristiska förändringar observeras i harts som har absorberat mycket bly. Dess blad och stjälkar blir mörkröda. Med ett överskott av koppar får stjälkarna ibland en lila nyans.

Ibland ändras också färgen på frukten. Till exempel, i blåbär, leder överflöd av uran i jorden till bildandet av vita eller grönaktiga snarare än mörkblå frukter. Det kan antas att detta orsakas av en kränkning av syntesen av antocyaninpigment i frukter.

Väl i östra Sibirien märkte geologer den ovanliga färgen på träet på björk- och aspträd - det var onaturligt grönt. När de gjorde en kemisk analys av dess aska visade det sig ha mycket barium och strontium.

I lärk med ett överskott av kobolt är olika generationer av kottar, och, som nämnts, det finns 2-3 av dem per sommarsäsong, olika färgade. I april dyker det upp vita kottar, som efter torkning ersätts av rosa kottar. I juni torkar de rosa kottarna och faller av, och gula dyker upp istället. Slutligen, i juli, växer gröna kottar, men gradvis blir de grönbruna eller till och med bruna. Forskare övervakade förändringar i kobolthalten i kottar av olika åldrar och fann att vita, rosa och gula kottar innehöll 2 gånger mer kobolt än gröna. I brunningskottarna börjar detta element att samlas igen.

Att ändra färgen på löv, blommor, frukter och andra växtorgan är ett ganska betydande tecken som gör det lättare för geologer att söka efter mineraler. De har använt det länge. Under medeltiden rådde den tyska specialisten inom gruv- och metallurgi Georg Agricola () att ta en närmare titt på färgen på lövverk, grenar och trä. Geologer styrs fortfarande av denna funktion, bara nu föredrar de att upptäcka färgförändringar i växter inte med ögat, utan med hjälp av instrument.

Antocyaniner och deras fördelaktiga egenskaper

När du frossar i läckra bär, undrar du varför Moder Natur gav dem den eller den rika, tilltalande färgen? Varför är blåbär så blåsvarta och hallon så saftiga röda? Svaret är enkelt: färgen på bär, såväl som frukter och grönsaker, beror enbart på pigmenten-färgämnen av rött, violett, blått och vinröd, som är antocyaniner som finns i blommor, frukter, löv, rötter och stjälkar.

Den naturliga funktionen hos antocyaniner är att färga fruktskalet för att locka till sig fauna och ytterligare naturlig spridning av frön, ge ljusröda och lila nyanser till blommor för att locka till sig pollinerande insekter och fungera som kraftfulla antioxidanter för att skydda växter från effekterna av radikaler som är bildas som ett resultat av den metaboliska processen och under påverkan av ultraviolett ljus. Deras antioxidantfunktion är en av huvudorsakerna till att frukt och grönsaker med blått, lila eller rött skal eller kött är en extremt hälsosam matkälla för människor.

Ett antal studier har visat de otvivelaktiga fördelarna med att konsumera sådana växtbaserade livsmedel, särskilt för att minska risken för cancer, som tyvärr nyligen har blivit mycket vanligt. En separat studie av antocyaniner i laboratorieförhållanden visade deras otvivelaktiga positiva effekt på människokroppen, dess stärkande och helande (6). Växtmat som innehåller antocyaniner hjälper till att bekämpa följande åkommor och tillstånd:

bakteriella infektioner

inflammatoriska processer

Produkter som innehåller rekordmängder av antocyaniner inkluderar:

aubergine (skinn)

rödkål

Så beröva dig inte nöjet att äta bär, grönsaker och frukter till ditt hjärta under säsongen, och ta även hand om deras snabba förberedelser för hösten, vintern och våren. Stärk din kropp och gläd dina smaklökar när som helst på året!

3. Forskningsmetodik

Experiment 1. Vilka pigment finns i ett grönt blad

För experimentet behöver du färska blad av spannmål eller inomhusväxter, 95 procent etylalkohol, bensin, en porslinsmortel, ett provrör, en tratt, sax och filterpapper.

Först av allt, få ett extrakt av pigment. Det är bättre om extraktet är koncentrerat och mörkgrönt. Du kan använda bladen från vilken örtartad växt som helst, men det är mest bekvämt att använda skuggatoleranta inomhusväxter. De är mjukare, lättare att mala och innehåller, precis som alla skuggtoleranta växter, mer klorofyll. Bra föremål är bladen på calla liljor, aspidistra och pelargonium. Mindre lämpliga för att få fram klorofyllextrakt är begoniablad, som innehåller många organiska syror i vakuolerna, som när bladen mals kan delvis förstöra klorofyllet.

Till de krossade bladen (1-2 pelargoniumblad räcker för experimentet), tillsätt 5-10 ml etylalkohol, på spetsen av en kniv CaCO3 (krita) för att neutralisera syrorna i santhusjuicen och mal i en porslinsmortel tills en homogen grön massa. Tillsätt mer etylalkohol och fortsätt försiktigt att gnugga tills alkoholen får en intensiv grön färg. Filtrera det resulterande alkoholextraktet i ett rent, torrt provrör eller kolv.

Separering av pigment med Kraus-metoden

Du kan se till att gula pigment finns i alkoholextraktet tillsammans med klorofyll genom att använda deras olika löslighet i alkohol och bensin.

För experimentet behöver du ett alkoholextrakt av pigment, bensin, provrör, en pipett och färgpennor.

Häll 2-3 ml av extraktet i provröret, samma mängd bensin och 1-2 droppar vatten. Stäng provröret med tummen, skaka kraftigt i 2-3 minuter och låt sitta.

Vätskan i provröret kommer att separeras i 2 lager; bensin, som är lättare, kommer att vara överst, alkohol i botten. Båda lagren kommer att få olika färger: bensin - grön, alkohol - gul

Xantofyllpigmentet ger alkohollösningen dess gula färg.

Bensinlagret innehåller 2 pigment: klorofyll och karoten, vilket inte märks på grund av klorofyllets intensiva gröna färg.

1. Lägg finhackade rödkålsblad (deras blåröda färg beror på antocyanin) i ett rent provrör eller kolv och fyll på med kallt destillerat (eller kokt) vatten. Bestäm om ett färgämne släpps ut i vattnet från kålceller.

2. Koka provrörets innehåll i en alkohollampa. Ta reda på hur färgen på vattnet har förändrats.

3. Häll en del av vattnet färgat med antocyanin i ett rent provrör och tillsätt några droppar alkalilösning. Bestäm hur färgen på antocyanin ändras.

4. Häll en liten mängd salt- och ättiksyra i samma provrör. Observera hur färgen på vätskan i provröret ändras.

För experimentet behöver du löv från de nedre skikten av stor nasturtium, som redan har växt färdigt, men som ännu inte har yttre tecken på åldrande, ett glas, ett ark svart papper.

Täck hälften av bladbladet på båda sidor med svart papper. Lägg bladet i ett glas vatten och placera det på en väl upplyst plats. Efter 4-5 dagar, ta bort papperet och jämför färgen på arkets halvor.

Doppa ett åldrande, men fortfarande grönt blad av vilken ljusälskande växt som helst i ett glas vatten så att bara hälften av det är under vatten.

För att göra detta, tryck in arket i en skåra som täcker glaset med tjockt papper eller parasanto-indränkt gasväv. Placera Stasan på en mörk plats.

Efter 3-5 dagar, notera resultaten av experimentet.

Experiment 5. Avfärgning av antocyaniner med svaveldioxid

Svaveldioxid har en överraskande effekt på antocyaniner - de blir missfärgade: röda och blå blommor blir vita.

För experimentet behöver du blommor med röda och blå kronblad, ett glaslock som är lämpligt för att behandla blommor med svaveldioxid, en svavelbit eller en laboratorieanläggning för framställning av svaveldioxid, en sked för brinnande ämnen. Experimentet utförs i ett dragskåp eller utomhus, eftersom svaveldioxid irriterar människans andningsorgan.

Lägg 1-2 blommor (utan vatten) under ett glaslock och fyll utrymmet inuti locket med svaveldioxid. För att göra detta, tänd en bit svavel i en sked och för den in i kammaren där blommorna finns. Det är bättre att använda en laboratorieinställning. Fyll kärlet med svaveldioxid med hjälp av ett gasutloppsrör.

Stäng kameran ordentligt. Observera den gradvisa missfärgningen av kronbladen under 15-30 minuter.

Erfarenhet 6

För experimentet behöver du 2 Uzumbara-violetta växter: en bildar rosa blomställningar, den andra blå, en rosa lösning av kaliumpermanganat och en lösning av ferroammonium eller alun-kalium alun, eller järn (II) sulfat eller aluminium (II) sulfat ( 4-5 g/l).

Vattna den blå violetta 1-2 gånger i veckan med en rosa lösning av kaliumpermanganat och den rosa med en lösning av järn eller aluminiumföreningar. Från jorden kommer färgade lösningar in i växterna och ackumuleras i cellerna, vilket i det första fallet gör att färgen på kronbladen ändras från blått till rosa, och i det andra - från rosa till blått.

Det är på växternas förmåga att ändra sitt utseende beroende på jordens och luftens kemiska sammansättning som den biogeokemiska metoden för att söka efter mineralfyndigheter är baserad.

4. Forskningsresultat

Experiment 1. Extraktion av gröna och gula pigment.

Ett starkt alkoholhaltigt extrakt från gröna blad ser smaragdgrönt ut när det ses i genomsläppt ljus, men i reflekterat ljus fluorescerar det (glöder) med en körsbärsröd nyans. Tillsammans med santofyll går även gula pigment över i alkohol. För att skilja dem åt, häll lite bensin i huven. Efter att ha skakat blandningen kommer du efter en tid att märka att bensin, eftersom den är lättare, kommer att flyta till toppen, medan alkohollagret kommer att ligga kvar i botten (bilaga 2). I det här fallet kommer bensin att ha en smaragdfärg, medan alkohol kommer att få en gyllene gul färg från de gula bladpigmenten som finns kvar i den - santofyll och karoten. Separationen av klorofyll från gula pigment bygger på att det har större löslighet i bensin än i alkohol.

Slutsats: som ett resultat av experimentet var vi övertygade om att celler dör i varm alkohol, och klorofyllenzymet kommer ut i alkohollösningen. Pelargonbladet blir missfärgat. Således bevisade vi närvaron av gröna och gula pigment i växtens blad.

Experiment 2. Frisättning av antocyaniner. Färgförändring på grund av syror och alkalier

Slutsatser: antocyanin frigörs inte från levande celler av Uzumbara-violetta blommor, så vattnet i provröret förblir färglöst; Vid kokning dör cellerna, så antocyanin tränger in i vattnet genom deras väggar. När en alkalilösning tillsätts ändras den rödaktiga färgen på antocyanin - den blir blå, och när en syra tillsätts blir den röd igen (bilaga 3).

Närvaron av antocyanin förklarar inte bara den ljusa färgen på många höstlöv av träd och buskar, utan också den rödaktiga, blå, blå, violetta färgen på kronbladen av många blommor, de rödaktiga fjällen av vissa sorter av lök och många växtfrukter .

Experiment 3. Ljusförhållandenas inverkan på bladens gulning

Efter 5 dagar tog vi bort papperet och jämförde arkets halvor. Skillnaderna i färg var tydligt synliga: den upplysta delen var grön och den mörka delen var gul (bilaga 4). Vi jämförde också stabiliteten av klorofyll i bladen hos olika växtarter (tabell 1)

Tabell nr 1

	Början av lövfall	Slutet av lövfall

1. Resultaten av experimentet indikerar att en minskning av intensiteten och varaktigheten av lövbelysning påskyndar nedbrytningen av klorofyllmolekyler i kloroplaster.

2. Hos olika växtarter är graden av klorofyllsönderfall olika. Detta manifesteras i den icke-samtidiga utvecklingen av höstfärger. Till exempel i björk kan detta inträffa inom två månader.

Experiment 4. Behovet av syre för att förstöra klorofyll

Efter 3-5 dagar blev skillnader i bladets färg märkbara: den del som fanns i vattnet förblev grön, den andra blev gul (bilaga 5).

Slutsats: en minskning av hastigheten för klorofyllnedbrytning i den del av bladet som var i vatten tyder på att andningsprocessen spelar en viktig roll i förstörelsen av klorofyll. Syrehalten i vatten är mycket lägre än i luft.

Erfarenhet 5. Avfärgning av antocyaniner med svaveldioxid

För att genomföra experimentet tog vi kronblad av tre blommor av inomhuspelargon - vit, rosa och röd. Som ett resultat av exponering för svaveldioxid började de gradvis missfärgas. Inom 15-30 minuter började gradvis missfärgning av kronbladen. Vi märkte fullständig missfärgning först dagen efter. Därefter tog vi ut blommorna under locket och lade dem i glas vatten. Svaveldioxiden avdunstade gradvis och kronbladen återgick delvis till sin ursprungliga färg. Färgåterställning skedde mycket långsammare än blekning (bilaga 7).

Slutsatser: svaveldioxid orsakar övergången av antocyaniner till en färglös form. Färglösa former av antocyaniner är ganska utbredda, till exempel i bladen, huden och fruktköttet från vissa växter (druvor, äppelträd). Under vissa förhållanden kan de omvandlas till färgade former.

Erfarenhet 6. Inverkan av metalljoner på färgen på Uzumbara-violetta blommor

Tyvärr hade vi inte tid att genomföra detta experiment, men vi hittade i litteraturen en beskrivning av effekten av aluminiumjoner på färgen på en vanlig växt - hortensia. Det visar sig att G Den blå färgen på hortensiablommor är förknippad med närvaron av ett rött pigment i cellsaften - antocyanin, som kan ändra sin färg. Anledningen är aluminiumjoner. I sur jord är aluminiumjoner i löst tillstånd, medan de i en alkalisk reaktion är bundna av kalk. Av denna anledning blommar vissa sorter av hortensior blå i en mycket sur miljö och röd eller rosa i en mindre sur miljö. Vita hortensior ändrar inte sin färg.

Slutsats: lösningar kom in i växten från jorden och ackumulerades i cellerna, vilket orsakade en förändring i färgen på kronbladen.

Den biogeokemiska metoden att söka efter mineralfyndigheter bygger på växternas förmåga att ändra sitt utseende, beroende på den kemiska sammansättningen av marken och luften.

5. Slutsatser

1. De vanligaste gröna pigmenten som finns i växtceller är klorofyller, gul-orange karotenoider och röda och blå antocyaniner.

2. Olika miljöfaktorer (växtbelysning, lufttemperatur, vattentillförsel) påverkar bladens färg.

3. I höstlöv uppstår skador i kärlsystemet, flödet av näringsämnen störs och stagnation uppstår, vilket främjar bildandet av antocyanin. Således är de crimson nyanser som träd vänder under lövfall inte någon speciell anpassning. De indikerar bara den pågående dämpningen av vital aktivitet i löven i samband med förberedelse av växter för vintervilan.

4. Färgen på antocyaniner bestäms inte bara av cellsavens surhet, utan också av förmågan att bilda komplexa föreningar med metaller.

5. Pigment ger tyger ljusa färger, attraherar pollinatörer, omvandlar ljusenergi till värme tidigt på våren och skyddar växter från kylan. De har en positiv effekt på människokroppen, dess stärkande och helande.

6. Sammanfattning

Förekomsten av pigment i växter är av stor betydelse, både för växterna själva och för människor.

Förändringar i blomfärgen är en signal till pollinatörer om vilka blommor som nyligen har öppnat sig och som är mer benägna att innehålla mat.

I unga skott och blad av vissa växter omvandlar antocyaniner ljusenergi till värmeenergi tidigt på våren och skyddar dem från kyla.

Det är på växternas förmåga att ändra sitt utseende, beroende på den kemiska sammansättningen av marken och luften, som den biogeokemiska metoden för att söka efter mineralfyndigheter är baserad.

För att snabbt fastställa behovet av grödor av mikro- och makronäringsämnen ger visuell diagnostik ytterligare möjligheter. Grunden för denna metod är att med brist på eller överskott av näringsämnen uppstår en störning av normal metabolism i växter, vilket leder till en förändring i form och färg på stjälkar och blad, och till uppkomsten av områden med död vävnad på dessa organ.

7. Litteratur

1. "Gröna orakler" - Moskva: Mysl, 1989 - s.190

2. , Fenchuk experimenterar med växter: Bok. för studenter.-Mn.: Nar. Asveta, 1991.-208 s.: ill.

3. Petrov i skogens liv. M.: Nauka, 1981.

4. Raven P., Evert R. Modern botanik. M.: Mir, 1990.

5. http://*****/2012/05/28/antociany-i-ih-poleznye-svoystva. html

6. http://www. *****/7-1.html

Bilaga 1

Berättelsen "Talking Flowers"

"Så fort vi gick ner från berget in i dalen glömde min guide omedelbart bort mig. Han skyndade sig för att plocka blommor. Det var en dal av blommor.

Geologen slet hastigt av dem, undersökte dem noggrant och skrev ner något. Hans läppar rörde sig ljudlöst.

Det verkade som om han pratade med blommor. Det är som om han frågar dem något, och de svarar honom.

"Är han verkligen en geolog?" tänkte jag.

Vad viskar du där? – frågade jag högt.

Jag hittade en skatt! - svarade geologen - Otaliga skatter är gömda djupt under jorden i denna dal!

Vem berättade det här för dig? - Jag blev förvånad

De sa, - ropade geologen - Blommor. "Inte illa", tänkte jag, "Blommorna är mordbränder, sedan underjordiska eller pratande."

Våra blommor är sådana - ropade geologen - De vet alla skatter som är gömda i marken. Allt du behöver göra är

förstå deras språk - de kommer att berätta allt för dig."

Från boken av N. Sladkov "Planet of Wonders, or the Incredible Adventures of the Traveler Paramon"

Bilaga 2

Pigmentextraktion

192" height="74" bgcolor="white" style="border:.75pt solid svart; vertical-align:top;background:white"> 231" height="66" bgcolor="white" style="border:.75pt solid svart; vertical-align:top;background:white">