Зміни фарбування. Індикатори кольору. Зміна фарбування кислотно-основних індикаторів. Як використовує рослинні пігменти людина

Людям, які спостерігають за хамелеонами, може здатися, що ці рептилії змінюють забарвлення свідомо, підганяючи себе під колір навколишнього середовища. У цьому випадку довелося б припустити, що хамелеони мають самосвідомість і абстрактний , якого не доводиться чекати від .

Механізм зміни забарвлення

Мешканці пустель свою особливість використовують для поглинання сонячного світла. У ранкові години забарвлення чорне, щоб увібрати в себе якнайбільше тепла, а в обід стають світло-сірими, щоб відбивати сонячні промені. Забарвлення також може змінюватись тільки на певних ділянках, тоді різнокольорові смуги або плями покривають тіло хамелеону. Помилкова думка, що хамелеон може приймати абсолютно всі кольори та візерунки. Він змінює своє забарвлення у діапазоні, закладеному у фізіології тварини. Господарі хамелеонів люблять проводити із нею експерименти. Якщо хамелеона покласти на шахівницю, то він не стане в чорно-білу клітинку.

Зверніть увагу

Пігментні гранули можуть рухатися дуже швидко, миттєво змінюючи колір шкіри хамелеону.

Корисна порада

Деякі різновиди хамелеонів набувають кольору своїх супротивників (змій, птахів), які несуть небезпеку.

Дивовижні тварини – хамелеони. Своєю здатністю у різних ситуаціях змінювати забарвлення вони привернули увагу вчених та пересічних людей. Існує поширена думка про те, що хамелеон змінює своє забарвлення, залежно від фону, де він знаходиться. Але це не так.

Оскільки колір являє собою один з найяскравіших ознак дорогоцінного каміння, що кидаються в очі, не було недоліку в спробах його штучно змінити.

Найчастіше це робиться за допомогою простого нагрівання або випалу.

Ось як описував зміну забарвлення топаза шляхом випалу лейб-медик герцога Орлеанського Геттар ще в 1751 р.: «Месьє Дюмель, золотих справ майстер, що поєднує майстерність у своєму ремеслі з похвальною філософською допитливістю і прагненням до дослідження, особливо з того, стикається в роботі, розповідав мені, що бразильські топази у вогні втрачають свій жовтий колір, набуваючи натомість то світліше, то темніше рожеве забарвлення, що робить їх схожими на бліді рубіни. Про цю зміну, відому, як ми думали, нам одним, уже знали деякі ювеліри, проте вони старанно її замовчували і все ще продовжують замовчувати, оскільки для них набагато важливіший той прибуток, який вони з цього можуть отримати і справді вже нерідко витягували, ніж якась дрібна філософська дивина.

Вони користувалися своїм відкриттям, щоб іноді продати рубін, виготовлений у вогні, за природний, і торговці, напевно, ніколи не вдавалися до більш невинного обману. Адже покупець справді отримує за свої гроші рубін, і яка важливість, що цей рубін зобов'язаний своєю досконалістю не природі, раз деяке мистецтво надає йому настільки ж стійкий колір, як у кращих рубінів, причому тим красивіший, чим непоказніший і темніший був топаз »

На закінчення Геттар повідомляє, що це відкриття випадково зробив один каменеріз із Лісабона, впустивши камінь у гарячу золу.

У середині XVIII ст. шляхом випалу вміли знебарвлювати бурі, димчасті, кварці, а трохи пізніше навчилися перетворювати їх у такий спосіб лимонно-жовті цитрини. Випалення карнеолу також уже в XIX ст. застосовувався Індії, поблизу Бароди, прим. Гуджарат. Випал агатів до червоного кольору був вперше відкритий в Ідарі (ФРН) в 1813 р. Там зауважили, що жовті і сірі агати з однієї певної каменоломні (Ільгесгейм, Глазерберг), що довго пролежали на поверхні землі, набувають червоного відливу, який у агатів, що надійшли безпосередньо з кар'єру не спостерігається. Цю різницю у забарвленні спочатку приписували впливу сонячних променів і почали виставляти агатовые вироби на сонці, проте безуспішно. Знахідки червоних агатів на вогнище дали потім підставу запідозрити, що причиною зміни кольору міг бути жар. Проте перші спроби випалу не дали успішних результатів. Хоча каміння й ставало червоним, але вони розтріскувалися у вогні, розпадаючись на частини. Лише після того, як здогадалися передіслати випалу агатів тривале (протягом кількох тижнів) висушування, вдалося нарешті досягти бажаного. Подібним чином було відкрито зміну забарвлення аметиста у вогні: бразильські гаучоси (пастухи-скотарі) у штаті Ріу-Гранді-ду-Сул якось поклали кілька великих штуфів аметиста поблизу вогню, на якому смажили на рожні м'ясо. Нібито наступного ранку, охоловши, ці штуфи пожовтіли. З аметиста шляхом випалу можуть бути отримані також безбарвні та зелені камені. Коли в 1911 р. в Ідарі отримали великий аквамарин вагою 110 кг, була зроблена спроба змінити колір його зовнішньої частини із зеленого на блакитний за допомогою нагрівання. Після цього стало нормальним змінювати забарвлення зелених берилів прожарюванням. У 20-ті роки, коли на ринок надійшли сині турмаліни з Намібії, їм вдалося надати шляхом нагрівання зелені тони. Сині цоїзити також зобов'язані своїм гарним кольором прожарювання.

Всі ці зміни кольору незворотні, тому про них немає потреби офіційно повідомляти при продажі каменів. Лише в деяких цирконів зміна забарвлення носить оборотний характер: згодом вони знову повертають свій початковий колір.

Другий спосіб зміни кольору дорогоцінного каміння-опромінення. Наприклад, безбарвним алмазам надається таким шляхом зелене забарвлення. Йдеться про радіоактивне опромінення, при цьому дія, а-, Р- та у-випромінювання неоднакова (особливо ефективні Р- та у-промені). Аметистам, що вицвіли на світлі, радіоактивне опромінення повертає їх колишній колір, кунцит під його дією стає зеленим, як гідденіт, і т. д. (хоча зміна забарвлення і є оборотним).

Зміна кольору відбувається і під дією ультрафіолетового та рентгенівського опромінення, але для зміни забарвлення дорогоцінного каміння вони майже не застосовуються. Іноді природне забарвлення каміння (наприклад, деяких цирконів) буває зумовлене радіоактивним випромінюванням. Космічного випромінювання зобов'язаний своїм кольором димчастий кварц, але можна і за допомогою радіоактивного опромінення пофарбувати кришталь у бурий колір, тобто перетворити його на димчастий кварц.

У той час як при зміні кольору мінералів нагріванням або опроміненням не вводиться жодних сторонніх речовин, при фарбуванні дорогоцінного каміння використовується барвник. І тут, отже, відбувається зміна складу мінералу.

Вже римлянам було відомо, як можна продати окремим дорогоцінним каменям інші кольори або покращити їхнє власне забарвлення. Наприклад, Пліній згадує твори, в яких наводяться рецепти фарбування гірського кришталю та інших прозорих дорогоцінних каменів на кольори смарагду (смарагду) або перетворення сардера на сардонікс. Далі Пліній повідомляє, що в Ефіопії тьмяніші карбункули протягом 14 днів труїли оцтовою кислотою, після чого вони набували блиску і стільки ж місяців його зберігали. У 75-му розділі 37-го тому своєї «Природної історії» римський письменник згадує про те, що деякі геми з агату, найімовірніше, є «зробленими», а не природними (тобто, що їх колір штучно змінений). До того ж він розповідає, як у Аравії жовна агату, агатові мигдалики, протягом семи днів і семи ночей виварювалися в меду і потім оброблялися художниками таким чином, що в камені виявлялися жилки, смужки і цятки; це робило їх особливо придатними виготовлення прикрас.

Вже Лессінг вважав, що Пліній було мати на увазі лише очищення поверхні агатів. Decoctus melli Corsici (корсиканський медовий відвар), про який він згадує, повинен був проникати в геми глибше і впливати на всю масу каменю.

У XVIII ст. в Ідар теж навчилися виявляти на поверхні агатів різнокольорові малюнки; це робилося з допомогою розчинів солей металів. Однак залишалося невідомим, що деякі води агатів можуть бути наскрізь насичені барвниками.

Шліфувальники дорогоцінного каміння в античному Римі найкраще вміли фарбувати оніксоподібні агати в чорний колір. Вказівка Плінія щодо варіння агатів у медовому розчині становила лише частину секрету. Далі за допомогою гігроскопічної сірчаної кислоти з вуглеводів меду видаляли воду, після чого використовували чорний вуглець, що залишився.

У 1819 р. в Ідарі опанували мистецтво забарвлення агатів у чорний колір, що стало головною причиною розквіту там агатової промисловості. Переміщення центру каменерізного мистецтва з Італії до Парижа також, очевидно, було безпосередньо з цим відкриттям.

У 1822 р. опанували методом забарвлення світло-жовтий колір халцедону (за допомогою азотної кислоти). На той же час, мабуть, навчилися підфарбовувати хризопраз, посилюючи його зелений колір.

З 1845 відомий спосіб забарвлення агатів в синій колір шляхом травлення їх кров'яною сіллю; у 1850 р. для надання агатам червоного кольору було вперше застосовано сполуки заліза. З 1860 для повідомлення агатам зеленого забарвлення різних відтінків використовується хромова кислота, а в 1822 був розроблений спосіб фарбування агатів в коричневий і бурий тони.

Вже в 1824 р. було опубліковано застереження проти забарвленого каміння: «Шліфувальники каменів в Оберштейні та Ідарі-на-Нае вже давно вправлялися в мистецтві так посилювати забарвлення вітчизняних карнеолів шляхом варіння їх у сірчаній кислоті, що вони ставали невідмінними від самих . Тепер вони вміють також штучним шляхом перетворювати майже прозорий агат (халцедон) на чудовий молочно-білий камінь. Ми бачили й інші халцедони, таким самим способом забарвлені в чудовий лимонно-жовтий колір, а спочатку світло-бурим смугам у так званому оніксі вони навчилися повідомляти найчистіший чорний колір. Тому, хто про це не попереджений заздалегідь, не може і на думку спасти такі тони штучними. Хоча шліфувальники каміння не роблять таємниці з того, що вони таким чином надають каменям різні кольори, все ж подібним чином пофарбовані камені легко можуть, пройшовши через інші руки, ввести в оману колекціонерів».

Дреєр докладно описав найрізноманітніші методи фарбування, які зберігалися окремими майстрами як у надто приватні секрети.

Для аукціонного продажу з кожного великого штуфа агата роблять 4 проби, яким надають різні кольори, щоб зацікавлені покупці могли зорієнтуватися, яке забарвлення найкраще підходить для цього штуфа. Основні фарби - червона, чорна, синя та зелена.

Забарвлення не обмежилося одними агатами, пізніше стали штучно змінювати кольори та інших мінералів. Для підфарбовування бірюзи використовувалися різні барвники, проте її власний блакитний колір частково посилювався просто за допомогою лише парафінування. Іноді фарбувалися низькосортні шматки лазуриту.

У свій час синій колір надавали певного типу яшме (з Нункірхена в Саарській області), викидаючи її на ринок як «німецький ляпис», тобто імітуючи лазурит.

Такі ж зміни квітів як штучні, можуть відбуватися і в природі, проте в подібних випадках вони, як правило, надають не покращує дію, а, навпаки, досить істотно знижують цінність каміння. При цьому найчастіше доводиться стикатися з явищами знебарвлення, вицвітання. У мінералогічних музеях штуфи мінералів, схильних до вицвітання, закривають темною тканиною чи ящиками. Явлення вицвітання спостерігалися у аметистів зі Швейцарії та. у кунцитів із Мадагаскару; російські топази з Забайкалля втрачали своє темне винно-жовте забарвлення і ставали блакитно-білими.

Відповідно до торгових номенклатурних приписів, повинні вказуватися такі штучно забарвлені камені, тобто каміння, колір яких штучно змінений за допомогою фізичного, хімічного або фізико-хімічного впливу:

каміння, що зазнало зміни кольору шляхом бомбардування елементарними частинками або опромінення (наприклад, жовтий сапфір, кунцит або алмаз); камені, що зазнали зміни кольору шляхом впливу хімікаліями (опал, забарвлений у чорний колір, штучно забарвлений жад); їх слід називати так, щоб штучне зміна їх забарвлення недвозначно випливало з назви, наприклад слід писати: штучно забарвлений, покритий нальотом, облагороджений, підданий бомбардуванню; пофарбована в синій колір лазурітоподібна яшма, забарвлений жаг, обпалені сині циркони.

З приписів виключаються дорогоцінні та виробні камені, що придбали шляхом випалу або травлення незворотне та постійне забарвлення, наприклад, берил, кварц, сподумен, топаз, турмалін, цоїзит, агат.

Стійкість фарбування матеріалів для одягу є важливим показником збереження естетичних властивостей одягу. Існуючі методи оцінки стійкості фарбування матеріалів для одягу до різних впливів не дозволяють дати кількісну оцінку та ступінь значущості зміни кольору матеріалів з погляду сприйняття людини. У роботі запропоновано метод оцінки зміни кольору матеріалів для одягу, що базується на обробці сканованих фотозображень зразків до та після впливів. На основі отриманих характеристик Lab колірного простору CIE Lab розраховується показник різниці кольору ΔE. Проведена оцінка зміни кольору шкіряної тканини овчинного напівфабрикату показала, що пропонований метод дозволяє кількісно оцінити зміни колірних характеристик, є чутливою та більш точною оцінкою, дає можливість оцінити значущі для сприйняття людиною зміни кольору. Виявлено, що різні впливи (хімчистка, світлопогода, сухе та мокре тертя) призводять до різних змін колірних характеристик (світлоти, насиченості, тону), що оцінюється величиною та знаком даних характеристик.

впливу

овчинний напівфабрикат

світлота

насиченість

колірна відмінність

стійкість

1. Барашкова Н.М., Шаломін О.А., Гусєв Б.М., Матрохін А.Ю. Спосіб комп'ютерного визначення зміни забарвлення текстильних полотен при оцінці її стійкості до фізико-хімічних впливів: Патент Росії №2439560.2012.

2. Борисова Є.М., Койтова Ж.Ю., Шапочка Н.М. Оцінка стійкості забарвлення овчин за різних видів впливу//Вісник Костромського державного технологічного університету. – 2012. – № 1. – С. 43-45.

3. Борисова Є.М., Койтова Ж.Ю., Шапочка Н.М. Вплив хімчистки на споживчі властивості виробів із овчини//Вісник Костромського державного технологічного університету. – 2011. – № 2. – С. 37-38.

4. ГОСТ 9733.0-83. Текстильні матеріали. Загальні вимоги до методів випробування стійкості забарвлень до фізико-хімічних впливів. - Введ. 01.01.1986 // Видання стандартів. – М., 1992. – С. 10.

5. ГОСТ Р 53015-2008. Шкірки хутряні та овчини виготовлені фарбовані. Метод визначення стійкості фарбування до тертя. - Введ. 27.11.2008 // Видання стандартів. - М., 2009. - С. 7.

6. ГОСТ Р ИСО 105-J03-99. Текстильні матеріали. Визначення стійкості фарбування. Частина J03. Метод розрахунку колірних відмінностей. - Введ. 29.12.1999// Вид-во стандартів. - М., 2000. - С. 11.

7. Долгова Є.Ю., Койтова Ж.Ю., Борисова Є.М. Розробка інструментального методу оцінки стійкості фарбування одягових матеріалів// Известия вузів. Технологія текстильної промисловості. - 2008. - № 6С. – С. 15-17.

8. Домасєв М.В. Колір, управління кольором, колірні розрахунки та вимірювання /М.В. Домасєв, С.П. Гнатюк. – СПб.: Пітер,2009. - С.224.

Стійкість фарбування матеріалів для одягу в процесі експлуатації багато в чому визначає їх якість, тому що незмінність початкових колірних характеристик забезпечує збереження естетичних показників одягу, що входить до ряду основних споживчих переваг.

Стійкість фарбування матеріалів для одягу до різних видів впливу визначається відповідно до стандартів. Також розроблено нові способи та запропоновано нові показники для оцінки колірних характеристик. Проте ці методи неможливо оцінити, наскільки значні зміни кольору при експлуатаційних впливах з погляду сприйняття людини, т.к. відсутня кількісна оцінка змін кольору, що відповідає особливостям сприйняття кольору оком людини.

Для кількісної оцінки зміни кольору запропоновано використовувати метод розрахунку різниці кольорів. Для отримання колірних характеристик випробуваних зразків використовується їх відскановане фотозображення з подальшою обробкою в графічному редакторі Adobe Photoshop (рис. 1), в якому можна отримати колірні характеристики Lab.

Малюнок 1 - Вікно програми Adobe Photoshop з фотозображенням зразків до та після дії

Для оцінки зміни забарвлення використовується характеристика ΔE - різниця кольору -яка визначається як різниця між двома кольорами в одному з рівноконтрастних колірних просторах. Ця характеристика враховує різницю колірних координат L, a і b колірного простору CIE Lab та різницю між координатами кольоровості H° та насиченості C колірного простору CIE LCH. Характеристика Lab є апаратнонезалежною та відповідає особливостям сприйняття кольору оком людини, даючи більш точну оцінку зміни кольору матеріалу.

Розрахунок різниці кольору ΔE виконується за формулою (1):

∆Е = [()2 + ()2 + ()2]1/2 , (1)

де ∆L, ∆C, ∆Н - різницю між зразком до і після дії за світлом, насиченістю і колірним тоном відповідно, обчислені за формулами (2), (4,5) і (6,7);

KL, KC, KH - зважувальні коефіцієнти, які за умовчанням прирівнюються до одиниці;

SL, SC, SH - довжини півосей еліпсоїда, іменовані ваговими функціями, що дозволяють регулювати їх відповідні складові, дотримуючись розташування зразка кольору в колірному просторі Lab, що визначаються за формулами (7,8), (9,10) і (11-13) відповідно .

Визначення змін світлоти (2)

∆L = L1 - L2, (2)

де L1 - світла кольору зразка до випробування;

L2 - світла кольору зразка після випробування.

Визначення насиченості кольору зразка (3):

З = 1/2, (3)

де а - співвідношення червоного та зеленого кольорів у даному кольорі;

b - співвідношення синього та жовтого.

Визначення змін насиченості (4)

∆C = C1 - C2, (4)

де C1 - насиченість кольору зразка до випробування;

C2 – насиченість кольору зразка після випробування.

Визначення колірного тону (5):

H = arctg, (5)

Визначення зміни кольору (6)

∆Н = 2sin , (6)

де H1 – колірний тон зразка до випробування;

H2 – колірний тон зразка після випробування (5).

Визначення середнього значення світлоти зразків до та після випробування (7,8):

= (L1+ L2)/2 (7)

де К2 = 0,014 – ваговий коефіцієнт.

Визначення середнього значення насиченості зразків до та після випробування (9,10):

С12 = (C1 + C2)/2 (9)

SC = 1 + K1C12, (10)

де К1 = 0,048 – ваговий коефіцієнт.

Визначення середнього значення колірного тону зразків до та після випробування (11-13):

Т = 1-0,17 cos (Н12 - 30 °) + 0,24 cos (2H12) + 0,32 cos (2H12 + 6 °) -0,2 cos (4H12 - 64 °) (12)

SH= 1 + К2C12Т(13)

При розрахунку H12 слід взяти до уваги, що якщо кольоровості зразків потрапляють у різні квадранти, то значення кольоровості, яке є найбільшим, необхідно відняти 360° і потім визначити середнє.

За величиною різниці кольору можна судити про ступінь зміни забарвлення матеріалів після різних впливів. Розмір ΔE< 2 соответствует минимально различимому на глаз порогу цветоразличия, величина в пределах ΔE = 2—6 приемлемо различимая разница в цвете. Величина ΔE >6 буде відповідати помітній різниці між двома кольорами. По знаку зміни світлоти, насиченості та кольору можна судити про ступінь зміни даних характеристик матеріалу.

Вироби, що випускаються в даний час, з овчинного напівфабрикату відрізняються великою кольоровою різноманітністю, видами обробки шкіряної тканини і волосяного покриву. У процесі носіння та догляду виробу відчувають складний комплекс різних впливів, які призводять до погіршення зовнішнього вигляду виробу. Тому для апробації запропонованого методу виконано оцінку зміни кольору овчинного напівфабрикату з різними колірними характеристиками шкіряної тканини та при різних видах впливу (хімчистка, світлопогода, сухе та мокре тертя) (табл.1).

Таблиця 1 - Оцінка стійкості забарвлення шкіряної тканини овчинного напівфабрикату за різних видів впливів

Вид впливу

Зразок напівфабрикату

До дії

Після дії

Хімчистка

Хутряна овчина, чорна шкіряна тканина

Світлопогода

Шубна овчина, чорна шкіряна тканина

Хутряна овчина з полімерним плівковим покриттям, світло-коричнева шкіряна тканина.

Хутряний велюр, темно-зелена шкіряна тканина

Сухе тертя

Шубна овчина, коричнева шкіряна тканина

Хутряний велюр, коричнева шкіряна тканина

Хутряна овчина, темно-сіра шкіряна тканина

Мокре тертя

Хутряний велюр, коричнева шкіряна тканина

Хутряний велюр, світло-сіра шкіряна тканина

Аналіз отриманих даних показує, що найбільші зміни кольору відбуваються при дії хімчистки. Значення різниці кольору досягають 12,7, що є значущим показником колірної зміни. При цьому колір матеріалу стає менш насиченим і світлішим. При мокрому терті відбувається потемніння матеріалу, про що свідчать позитивні значення показника ∆L - світлоти, тоді як при інших видах впливу даний показник має негативні значення, що говорить про те, що матеріал при даному виді впливу стає світлішим. Зовнішні впливи призводять до змін показника ∆H – світлового тону. При перевищенні цього показника значення 4 одиниці тон матеріалу змінюється значимо.

Таким чином, запропонована методика оцінки зміни колірних характеристик дозволяє отримати кількісні показники зміни кольору, є чутливою і дає можливість оцінити значущі для сприйняття людиною зміни кольору, причому вивчити кінетику змін при дії певного фактора експлуатації. Вона може бути використана для оцінки стійкості фарбування на стадії фарбування овчинного напівфабрикату, на підготовчій стадії при підборі шкур на виріб з метою виключення різнотінковості, при проведенні хімчистки з метою оцінки її ступеня впливу на зміни кольору.

Рецензенти:

Сокова Г.Г., д.т.н., професор, в.о. завідувача кафедри технології та проектування тканин та трикотажу ФДБОУ ВПО «Костромський державний технологічний університет», м. Кострома.

Галанін С.І., д.т.н., професор, завідувач кафедри технології, художньої обробки матеріалів, художнього проектування, мистецтв та технічного сервісу ФДБОУ ВПО «Костромський державний технологічний університет», м.Кострома.

Бібліографічне посилання

Борисова Є.М., Койтова Ж.Ю. ВИКОРИСТАННЯ МЕТОДУ РОЗРАХУНКУ КОЛЬОРОВИХ ВІДМІНЕНЬ ДЛЯ ОЦІНКИ ЗМІНИ фарбування овчинного напівфабрикату // Сучасні проблеми науки і освіти. - 2013. - № 5.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=10468 (дата звернення: 15.06.2019). Пропонуємо до вашої уваги журнали, що видаються у видавництві «Академія Природознавства»

Серед різноманітності органічних речовин зустрічаються особливі сполуки, яким характерні зміни забарвлення у різному середовищі. До появи сучасних електронних pH-метрів індикатори були незамінними «інструментами» для визначення кислотно-основних показників середовища, і продовжують використовуватися в лабораторній практиці як допоміжні речовини в аналітичній хімії, а також за відсутності необхідного обладнання.

Навіщо потрібні індикатори?

Спочатку властивість даних сполук змінювати колір у різному середовищі широко застосовувалося для візуального визначення кислотно-основних властивостей речовин у розчині, що допомагало визначити не тільки характер середовища, але й зробити висновок про продукти реакції, що утворюються. Розчини індикаторів продовжують використовуватися в лабораторній практиці для визначення концентрації речовин методом титрування і дозволяють навчитися використовувати підручні способи через відсутність сучасних pH-метрів.

Існує кілька десятків подібних речовин, кожен з яких чутливий до досить вузької області: зазвичай вона не перевищує 3 пунктів за шкалою інформативності. Завдяки такому різноманіттю хромофорів та їхній малій активності між собою вченим вдалося створити універсальні індикатори, які широко застосовуються в лабораторних та виробничих умовах.

Найбільш використовувані індикатори pH

Примітно, що крім ідентифікаційної властивості, дані сполуки мають гарну здатність, що фарбує, що дозволяє використовувати їх для фарбування тканин в текстильній промисловості. З великої кількості індикаторів кольору в хімії найвідомішими і використовуються є метиловий помаранчевий (метилоранж) і фенолфталеїн. Більшість інших хромофорів в даний час використовуються в суміші один з одним або для специфічних синтезів і реакції.

Метиловий помаранчевий

Багато барвників отримали назву завдяки своїм основним кольорам у нейтральному середовищі, що притаманне цьому хромофору. Метиловий помаранчевий є азобарвником, що має угруповання - N = N ‒ у своєму складі, яке відповідає за перехід кольору індикатора в червоний та жовтий - у лужний. Самі азосполуки не є сильними підставами, проте присутність електродонорних груп (OH, NH 2 , NH (CH 3), N (CH 3) 2 та ін) збільшує основність одного з атомів азоту, який стає здатний приєднувати протони водню за донорно-акцепторним принципом. Тому за зміни концентрацій іонів H + у розчині можна спостерігати зміна забарвлення кислотно-основного індикатора.

Докладніше про одержання метилового помаранчевого

Отримують метиловий помаранчевий реакції з діазотування сульфанілової кислоти C 6 H 4 (SO 3 H)NH 2 з подальшим поєднанням з диметиланіліном C 6 H 5 N(CH 3) 2 . Сульфанілову кислоту розчиняють у розчині натрієвої лугу, додаючи нітрит натрію NaNO 2 а потім охолоджують льодом для проведення синтезу в максимально близьких до 0°C температурах і доливають соляну кислоту HCl. Далі готують окремий розчин диметиланіліну HCl, який охолодженим вливають в перший розчин, отримуючи барвник. Його додатково підлужують, і з розчину випадають в осад темно-жовтогарячі кристали, які після декількох годин відфільтровують і сушать на водяній бані.

Фенолфталеїн

Свою назву цей хромофор отримав зі складу найменувань двох реагентів, які беруть участь при його синтезі. Колір індикатора примітний зміною свого забарвлення в лужному середовищі з придбанням малинового (червоно-фіолетового, малиново-червоного) відтінку, що знебарвлюється при сильному лугу розчину. Фенолфталеїн може приймати кілька форм залежно від показників pH середовища, причому в сильнокислих середовищах він має оранжеве забарвлення.

Цей хромофор одержують шляхом конденсації фенолу та фталієвого ангідриду в присутності хлориду цинку ZnCl 2 або концентрованої сірчаної кислоти H 2 SO 4 . У твердому стані молекули фенолфталеїну є безбарвними кристалами.

Раніше фенолфталеїн активно використовували при створенні проносних речовин, проте поступово його застосування значно скоротилося через встановлені кумулятивні властивості.

Лакмус

Цей індикатор став одним із перших реактивів, що використовуються на твердих носіях. Лакмус є складною сумішшю природних сполук, яку одержують із деяких видів лишайників. Його використовують як як і як засіб визначення pH середовища. Це один із перших індикаторів, який почав використовуватися людиною в хімічній практиці: її застосовують у вигляді водних розчинів або просочених нею смужок фільтрувального паперу. Лакмус у твердому стані є темним порошком із слабким аміачним запахом. При розчиненні у чистій воді колір індикатора приймає фіолетове забарвлення, а підкислення дає червоний колір. У лужному середовищі лакмус перетворюється на синій, що дозволяє використовувати його як універсальний індикатор загального визначення показника середовища.

Точно встановити механізм і характер реакції, що протікають при зміні pH в структурах компонентів лакмусу не представляється можливим, так як в нього може входити до 15 різних сполук, причому деякі з них можуть бути нероздільні речовини, що діють, що ускладнює їх індивідуальні дослідження хімічних і фізичних властивостей.

Універсальний індикаторний папір

З розвитком науки та появою індикаторних паперів встановлення показників середовища багаторазово спростилося, оскільки тепер не потрібно було мати готові рідкі реактиви для якихось польових досліджень, чим досі успішно користуються вчені та криміналісти. Так, на зміну розчинам прийшли універсальні індикаторні папери, які завдяки широкому спектру дії практично повністю усунули необхідність використання будь-яких інших кислотно-основних індикаторів.

Склад просочених смужок може відрізнятися у різних виробників, тому зразковий список вхідних речовин може бути наступним:

фенолфталеїн (0-3,0 та 8,2-11);
(ді)метиловий жовтий (2,9-4,0);
метиловий помаранчевий (3,1-4,4);
метиловий червоний (4,2-6,2);
бромтимоловий синій (6,0-7,8);
α‒нафтолфталеїн (7,3-8,7);
тимоловий синій (8,0-9,6);
крезолфталеїн (8,2-9,8).

На упаковці обов'язково наведено зразки кольорової шкали, що дозволяють визначити pH середовища від 0 до 12 (десь 14) з точністю до однієї цілої.

Крім іншого, дані сполуки можуть використовуватися спільно у водних та водно-спиртових розчинах, що робить застосування таких сумішей дуже зручним. Однак деякі з цих речовин можуть бути погано розчиняються у воді, тому необхідно підбирати універсальний органічний розчинник.

Завдяки своїм властивостям кислотно-основні індикатори знайшли своє застосування у багатьох галузях науки, які різноманіття дозволило створити універсальні суміші, чутливі до широкої області показників pH.

Керівник: вчитель

біології вищої кв.

нітельного освіти

м. Ростов, 2012

1. Вступ_____________________________________________________________ 3

2. Огляд літератури ____________________________________________ _______ 4-11

3. Методика дослідження _____________________________________________12-14

4. Результати досліджень ____________________________________________15-17

5. Висновки_____________________________________________________________ 18

6. Висновок__________________________________________________________19

7. Література___________________________________________________________19

8. Додатки__________________________________________________________20

1. Введення

На екскурсії «Сезонні зміни в житті рослин» ми спостерігали явище листопада, і нам стало цікаво дізнатися, чому листя, а також квіти та плоди рослин можуть змінювати своє забарвлення?

Мета дослідження: з'ясувати причини зміни забарвлення листя, плодів, квітів рослин.

З адачі дослідження:

· Вивчити літературу на цю тему.

· Дослідити речовини, що входять до складу рослинного організму.

· Провести досліди, що дозволяють з'ясувати причини зміни фарбування пігментів.

· Дізнатися, яку роль грають у житті рослин та людини рослинні пігменти.

Об'єкт дослідження:різні частини рослинного організму

Предмет дослідження:рослинні пігменти

Гіпотеза дослідження:ми вважаємо, що зміна фарбування частин рослин відбувається під впливом факторів довкілля.

Методи дослідження:описовий, порівняльний, експериментальний, біохімічний, моделювання.

Методика для проведення дослідіввзята з книги, Фенчук досліди з рослинами.

2.Огляд літератури

Осінні фарби

Неодмінна ознака осені – зміна кольору листя, що збігається з початком формування окисного шару. У кожного виду рослин своє, характерне забарвлення листя. У вільхи, робінії осіння забарвлення виражена слабо. Листя липи – жовто-зеленого кольору, тополь та беріз – жовтого. Прекрасне пофарбоване в червоні тони листя дуба червоного, ірги канадської, груші звичайної, бруслини європейської.

Це різноманіття відтінків обумовлено різним поєднанням в осінньому листі трьох груп пігментів: жовто-жовтогарячих каротиноїдів, зелених хлорофілів та червоних антоціанів.

Зміна забарвлення листя завжди починається із припинення синтезу хлорофілу. Наявний в хлоропластах хлорофіл починає поступово руйнуватися: в одних видів-повністю (листя дуба), в інших-частково (сливу).

У хлоропластах зеленого листя завжди присутні 2 групи пігментів: зелені

хлорофіли та жовто-оранжеві каротиноїди. Каротиноїди маскуються хлорофілом, тому в зеленому листі не помітні. На відміну від хлорофілів, каротиноїди більш стійкі, восени їх розпад йде набагато повільніше, а у деяких видів кількість їх навіть зростає. Зрештою, колір листа залежатиме від того, чи здатний цей вид до синтезу в листі антоціанів.

У дерев і чагарників, що не утворюють у листі антоціани, в результаті осіннього розпаду хлорофілу стають помітними каротиноїди, листя набуває різних відтінків жовтого, жовто-зеленого кольору.

Гра квітів

Хто не захоплювався фарбами квітучого луки, лісової галявини, осіннього листя, дарів саду та поля? Але далеко не всім відомо, звідки у природи така багата палітра кольорів. Усією цією красою завдячуємо ми спеціальним барвникам - пігментам, яких у рослинному світі відомо близько 2 тисяч.

Колір речовини, зокрема і пігменту, визначається його здатністю до поглинання світла. Якщо світло, що падає на речовину або якийсь орган рослини, рівномірно відбивається, вони виглядають білими. Якщо все промені поглинаються, об'єкт сприймається як чорний. Людське око здатне розрізняти до 300 відтінків ахроматичного, тобто неколірного, сірого кольору. Якщо речовина поглинає лише окремі ділянки видимої частини сонячного спектру, вона набуває певного забарвлення.

Електромагнітні хвилі із довжиною хвилі 400-700 нм становлять видиму частину сонячного випромінювання. У цій частині спектру виділяються окремі ділянки: з довжиною хвилі 400-424 нм - фіолетовий колір, 424-491 нм - синій, 491-550 нм - зелений, 550-585 нм - жовтий, 585-647 нм - оран. нм – червоний. Випромінювання з довжиною хвилі менше 400 нм – ультрафіолетова, а з довжиною хвилі понад 740 нм – інфрачервона область спектру.

Зоровий апарат людини здатний розрізняти до 10 млн. різних хроматичних, тобто пофарбованих, кольорів і відтінків. Максимальне розкладання сонячного світла припадає на 13-15 годин. Саме в цей час луг, поле здаються нам найбільш яскраво і строкато розцвіченими.

Антоціани – барвники в клітинах рослин

Широко поширеними в рослинному світі барвниками є і антоціани. На відміну від хлорофілу вони не пов'язані всередині клітини із пластидними утвореннями, а найчастіше розчинені у клітинному соку, іноді зустрічаються у вигляді дрібних кристалів. Антоціани легко витягти з будь-яких синіх чи червоних частин рослини. Якщо, наприклад, прокип'ятити нарізаний коренеплід столового буряка або листя червонокачанної капусти в невеликій кількості води, то незабаром вона забарвиться від антоціана в фіолетовий або брудно-червоний колір. Але досить до цього розчину додати кілька крапель оцтової, лимонної, щавлевої або будь-якої іншої кислоти, як він відразу ж прийме інтенсивне червоне забарвлення. Присутність антоціанів у клітинному соку рослин надає квіткам дзвіночків синій колір, фіалок – фіолетовий, незабудок – небесно-блакитний, тюльпанів, півоній, троянд, жоржин – червоний, а квіткам гвоздик, флоксів, гладіолусів – рожевий. Чому цей барвник є таким багатоликим? Справа в тому, що антоціан залежно від того, в якому середовищі він знаходиться (у кислому, нейтральному або лужному), здатний швидко змінювати свій відтінок. З'єднання антоціану з кислотами мають червоний або рожевий колір, у нейтральному середовищі – фіолетовий, а в лужному – синій.

Тому в суцвіттях медуниці лікарської можна одночасно знайти квітки, що напіврозпустилися, з рожевим віночком, розквітлі – пурпурового забарвлення і вже відцвітають – синього кольору. Це пов'язано з тим, що у бутонах клітинний сік має кислу реакцію, що у міру розпускання квіток перетворюється на нейтральну, та був і в лужну. Подібні зміни забарвлення пелюсток спостерігаються і у квіток жасмину кімнатного, незабудки болотяної, синюхи блакитної, льону звичайного, цикорію звичайного та свічника весняного. Можливо, такі «вікові» явища в квітці частково пов'язані з процесом його запліднення. Є відомості, що комахи-запилювачі у медуниці відвідують лише розквітлі рожеві та пурпурові квіти. Але чи лише забарвлення віночка у своїй служить їм орієнтиром?

Природні барвники містяться у квітках, а й у інших частинах рослин, граючи багатосторонню роль. Взяти хоча б не кидається в очі забарвлення бульб картоплі. У бульб картоплі різне забарвлення шкірки, очок, проростків і м'якоті також залежить від вмісту в них фенольних сполук, інакше званих біофлавоноїдів. Вони мають різноманітну гаму фарб: білу, жовту, рожеву, червону, синю, темно-фіолетову та навіть чорну. Картопля з чорним забарвленням шкірки бульб росте на батьківщині на острові Чілое. Різне забарвлення картопляної шкірки і м'якоті залежить від таких біофлавоноїдів, що містяться в них: біле - від безбарвних лейкоантоціанів або катехінів, жовте - від флавонів і флавоноїдів, червоне і фіолетове - від антоціанів. Група антоціанів найчисленніша, налічує близько 10 видів. До неї входять і ті, що дають пурпуровий і рожевий кольори піонідин, пеларгонідин і мальвідин, і забарвлюють синій колір ціанідин і дельфінідин, і безбарвний пігмент петунідин. Встановлено, що забарвлені бульби картоплі, як правило, багатші на необхідні для нашого організму речовини. Так, наприклад, бульби з жовтою м'якоттю мають підвищений вміст жиру.

За рахунок здатності антоціанів змінювати своє забарвлення можна спостерігати зміну кольору бульб картоплі в залежності від стану погоди, інтенсивності освітлення, реакції ґрунтового середовища, застосування мінеральних добрив та отрутохімікатів. При вирощуванні картоплі на торф'яних ґрунтах, наприклад, бульби часто мають синюватий відтінок, при внесенні фосфорного добрива вони бувають білими, сульфат калію може надати їм рожевого кольору. Забарвлення бульб часто змінюється і під впливом отрутохімікатів, що містять мідь, залізо, сірку, фосфор та інші елементи.

Казкове осіннє забарвлення листя з помаранчевими, червоно-бурими і червоними відтінками теж залежить від вмісту в їхньому клітинному соку антоціанів. Найбільш активному процесу їх утворення у цей період сприяють зниження температури, яскраве освітлення та затримка з цих причин у листі поживних речовин, особливо цукрів.

Спостереження свідчать також про те, що фіолетове забарвлення насіння, листя та стебел у рослин є індикатором на вміст в них вуглеводів – сахарози, фруктози та глюкози, що значною мірою зумовлюють холодостійкість рослин. За цим характерним показником (тестом) у перспективі можна буде оперативно вести попередній відбір на морозостійкість та підвищений вміст цукрів, що особливо необхідно при виведенні нових сортів багаторічних кормових трав.

У листі липи дрібнолистої, берези повислої, в'яза шорсткого замість антоціанів в основному містяться каротиноїди (каротини та ксантофіли). У цьому випадку перед листопадом після руйнування хлорофілу листя набуває золотисто-жовте забарвлення.

Отже, багряні відтінки, в які фарбуються багато наших дерев перед листопадом, не відіграють якоїсь особливої фізіологічної ролі, а є лише показником загасання процесу фотосинтезу, провісником настання періоду зимового спокою рослин.

Звідки ж восени з'являються антоціан та ксантофіл? Виявляється, що в зеленому листі дерев із самого початку їхнього життя одночасно містяться і хлорофіл, і антоціан (або ксантофіл). Однак антоціан і ксантофіл мають менш інтенсивну щільність забарвлення, тому вони стають помітними тільки після того, як під впливом певних умов навколишнього середовища відбудеться руйнування зерен хлорофілу. У листопаді – грудні, коли утворення хлорофілу стримується недоліком сонячного світла та його неповним спектром, у кімнатних троянд молоді пагони та листя, що розпускається, мають яскраво-червоний колір. При яскравому соненому освітленні вони одразу стали б зеленими.

У деяких рослин зміна зеленого забарвлення листя на червоне носить оборотний характер. Наочним прикладом цього є поведінка багатьох видів алое, що культивуються в кімнатних умовах. Взимку і напровесні, поки сонячне світло ще порівняно слабке, вони пофарбовані в зелений колір. Але якщо ці рослини в червні або липні виставити на яскраве сонячне освітлення, їх листя стане червоно-бурим. Перенесення рослин у затінене місце знову забезпечить швидке повернення листям зеленого забарвлення.

Жовте забарвлення квіток походить від флавонів (каротину, ксантофілу і антохлору), що містяться в них, які в поєднанні з лугами дають досить широкий спектр відтінків від яскраво-жовтогарячого до блідо-жовтого.

Серед різноманітності фарб у рослинному світі досить значне місце посідає білий колір. Але для того, щоб його створити, зазвичай не потрібно ніякої барвника. Він обумовлений наявністю повітря в міжклітинних просторах рослинних тканин, що повністю відбиває світло, завдяки чому пелюстки квітки здаються білими. Це можна спостерігати на прикладі квітучих рослин нив'яника звичайного, латаття білого, конвалії травневого та ін. За рахунок щільного опушення біле забарвлення мають і рослини едельвейсу альпійського, сухоцвіту болотного, жабника польового, мати-й-мачухи. Повітря, що міститься в омертвілих волосках, також в результаті відображення світла робить їх опушену поверхню білою. А біле забарвлення березової кори, що надає будь-якої пори року стовбурам берези ошатного вигляду, обумовлюється перидерми, що наповнюють клітини, сніжно-білими ниткоподібними кристалами бетуліну («березової камфори»).

Вплив елементів природного середовища на фарбування рослин

Під впливом надлишку деяких елементів у природному середовищі змінюється забарвлення листя, квіток, плодів та інших органів рослин.

Найчастіше при надлишку того чи іншого елемента виникає явище хлорозу - втрата зеленого забарвлення, що супроводжується пожовтінням, а іноді навіть побіленням листя. Пожовтіння може бути суцільним або мозаїчним. В основі його лежить інтенсивніша руйнація хлорофілу, викликана активізацією ферментних систем деградації зеленого пігменту, вивільненням хлорофілу зі зв'язаного стану. Разом з тим, у ряді випадків пожовтіння викликається гальмуванням синтезу хлорофілу. Коли ж листя біліє, то руйнується не тільки хлорофіл, а й жовті пігменти – каротиноїди.

До виникнення на листі білих плям веде, наприклад, надлишок у ґрунті алюмінію. У Фергані у полинів, що ростуть на ґрунтах, що містять багато заліза, листя спочатку стає інтенсивно-зеленим, а потім різко змінюють своє забарвлення на яскраво-жовте. Значна концентрація в ґрунті літію робить листя цитрусових плямистими. Зелене забарвлення листя ананаса та каліфорнійського маку на ґрунтах із підвищеним вмістом марганцю блякне. Хлороз листя може розвинутися внаслідок великої кількості у грунті міді.

Надлишок рухомого цирконію призводить до омертвіння тканин листя. При цьому між відмерлими ділянками можуть зберігатись зелені зони. Хлороз, спричинений перенасиченням цинку, поширюється від верхівки листа до основи.

У деяких випадках листя набуває не жовте, а інше забарвлення. Так, наприклад, почорніння хвої сосни в ряді випадків може вказувати на підвищений вміст у ґрунтах та підстилаючих породах платини. Характерні зміни спостерігаються у смолівки, яка поглинула багато свинцю. Її листя і стебла стають темно-червоними. При надлишку міді стебла іноді набувають багряного відтінку.

Іноді змінюється і фарбування плодів. Так, наприклад, у лохини велика кількість у грунті урану призводить до формування не темно-синіх, а білих або зелених плодів. Можна припустити, що це викликано порушенням синтезу пігментів природи антоціанової в плодах.

Одного разу у Східному Сибіру геологи звернули увагу на незвичайне забарвлення деревини беріз та осик – воно було неприродно зеленого кольору. Коли зробили хімічний аналіз її золи, то в ній виявилося багато барію та стронцію.

У модрини при надлишку кобальту різні покоління шишок, а їх, як зазначалося, буває 2-3 за літній сезон, пофарбовані по-різному. У квітні виникають шишки білого кольору, які після засихання змінюються шишками рожевого кольору. У червні рожеві шишки засихають та опадають, а замість них з'являються жовті. Зрештою, у липні виростають зелені шишки, але поступово вони стають зелено-бурими або навіть бурими. Вчені простежили за зміною вмісту кобальту в шишках різного віку та встановили, що в білих, рожевих та жовтих шишках міститься у 2 рази більше кобальту, ніж у зелених. У шишках, що буріють, цей елемент знову починає накопичуватися.

Зміна забарвлення листя, квіток, плодів та інших органів рослин – досить суттєва ознака, що полегшує геологам пошук корисних копалин. Користуються ним давно. У середні віки радив придивлятися до забарвлення листя, гілок та деревини німецький фахівець у галузі гірничої справи та металургії Георг Агрікола (). Цією ознакою керуються геологи і в даний час, тільки тепер вловлювати колірні зміни у рослин воліють не на вічко, а за допомогою приладів.

Антоціани та їх корисні властивості

Щоразу, коли ви ласуєтеся смачними ягодами, чи задаєтеся питанням про те, чому матінка-природа нагородила їх тим чи іншим насиченим кольором, що тішить око. Чому чорниця така синяво-чорна, а малина така соковито-червона? Відповідь проста: колір ягід, а також фруктів та овочів залежить виключно від таких пігментів-барвників червоного, фіолетового, синього та бордового кольорів якими є антоціани, що містяться в квітках, фруктах, листі, корінні та стеблах.

Природною функцією антоціанів є забарвлення шкірки фруктів з метою залучення представників фауни і подальшого природного поширення насіння, надання яскраво-червоних і фіолетових відтінків квіткам для залучення комах, що запилюють, а також виконання ролі потужних антиоксидантів для захисту рослин від впливу радикалів, які утворюються в результаті процесу. та під впливом ультрафіолетового світла. Їхня антиоксидантна функція і є однією з найголовніших причин, чому фрукти та овочі з синьою, фіолетовою або червоною шкіркою або м'якоттю є вкрай корисним джерелом їжі для людини.

Ряд досліджень продемонстрував безперечну користь споживання таких рослинних харчових продуктів, особливо зменшення ризику виникнення онкозахворювань, які, на жаль, останнім часом дуже поширені. Окреме дослідження антоціанів у лабораторних умовах показало їх безперечний позитивний вплив на людський організм, його зміцнення та оздоровлення (6). Рослинні продукти, що містять антоціани, допомагають боротися з наступними недугами та станами:

бактеріальні інфекції

запальні процеси

До продуктів, що містять рекордну кількість антоціанів, відносять:

баклажани (шкірка)

червонокачанну капусту

Таким чином, не позбавляйте себе задоволення досхочу і від душі поїсти ягоди, овочі та фрукти в сезон, а також подбайте про їх своєчасні заготівлі на осінній, зимовий та весняний період. Зміцнюйте свій організм і радуйте свої смакові рецептори будь-якої пори року!

3. Методика дослідження

Досвід 1. Які пігменти містяться у зеленому листі

Для досвіду потрібне свіже листя злаків або кімнатних рослин, 95-відсотковий етиловий спирт, бензин, фарфорова ступка, пробірка, вирва, ножиці, фільтрувальний папір.

Насамперед отримаєте витяжку пігментів. Краще, якщо витяжка буде концентрованою, темно-зеленою. Можна використовувати листя будь-яких трав'янистих, але найзручніше кімнатних тіньовитривалих рослин. Вони м'якші, легше розтираються, містять, як усі тіньовитривалі рослини, більше хлорофілу. Хорошим об'єктом є листя кали (білокрильника), аспідістри, пеларгонії. Менш придатні для отримання хлорофільних витяжок листя бегонії, що містить у вакуолях багато органічних кислот, які при розтиранні листя можуть частково зруйнувати хлорофіл.

До подрібненого листя (для досвіду достатньо 1-2 аркуша пеларгонії) додайте 5-10 мл етилового спирту, на кінчику ножа СаСО3 (крейда) для нейтралізації кислот санточного соку і розітріть у фарфоровій ступці до однорідної зеленої маси. Прилийте ще етилового спирту і обережно продовжуйте розтирання, поки спирт не забарвиться інтенсивно-зелений колір. Отриману спиртову витяжку відфільтруйте в чисту суху колбу або пробірку.

Поділ пігментів за методом Крауса

Переконатися в тому, що в спиртовій витяжці поряд із хлорофілом присутні жовті пігменти, можна, використовуючи їхню різну розчинність у спирті та бензині.

Для досвіду потрібні спиртова витяжка пігментів, бензин, пробірки, піпетка, кольорові олівці.

У пробірку налийте 2-3 мл витяжки, стільки ж бензину та 1-2 краплі води. Закрийте пробірку великим пальцем, енергійно збовтайте протягом 2-3 хв і дайте відстоятися.

Рідина у пробірці розділиться на 2 шари; бензин, як легший, буде вгорі, спирт - унизу. Обидва шари набудуть різного забарвлення: бензиновий - зелене, спиртовий - жовте

Жовтий колір спиртового розчину надає пігменту ксантофілу.

У бензиновому шарі знаходяться 2 пігменти: хлорофіл і каротин, який не помітний через інтенсивно-зелений колір хлорофілу.

1. Дрібно нарізане листя червонокачанної капусти (синьо-червоне їхнє забарвлення обумовлене антоціаном) помістіть у чисту пробірку або колбу і залийте холодною дистильованою (можна кип'яченою) водою. Встановіть, чи виділяється у воду барвник з клітин капусти.

2. Прокип'ятіть вміст пробірки на спиртовці. З'ясуйте, як змінилося фарбування води.

3. Частину води, забарвлену антоціаном, відлийте в чисту пробірку і додайте кілька крапель розчину лугу. Встановіть, як змінюється фарбування антоціану.

4. У цю ж пробірку прилийте невелику кількість соляної та оцтової кислоти. Погляньте, як зміниться забарвлення рідини в пробірці.

Для досвіду потрібне листя нижніх ярусів настурції великої, які вже закінчили зростання, але ще не мають зовнішніх ознак старіння, склянку, лист чорного паперу.

Половину листової пластинки закрийте із двох сторін чорним папером. Листя помістіть у склянку з водою і поставте в добре освітлене місце. Через 4-5 днів зніміть папір, порівняйте колір половинок аркуша.

Старіючий, але ще зберіг зелений колір лист будь-якої світлолюбної рослини опустіть у склянку з водою так, щоб тільки половина його знаходилася під водою.

Для цього закресант лист у прорізі вкриває склянку щільного паперу або просоченої парасанто марлі. Стасан поставте у темне місце.

За 3-5 днів відзначте результати досвіду.

Досвід 5. Знебарвлення антоціанів сірчистим газом

Сірчистий газ має на антоціани дивовижну дію - вони знебарвлюються: червоні, сині квітки перетворюються на білі.

Для досвіду потрібні квітки з червоними та синіми пелюстками, скляний ковпак, придатний для обробки в ньому квіток сірчистим газом, шматочок сірки або лабораторна установка для одержання сірчистого газу, ложка для спалювання речовин. Досвід проводиться у витяжній шафі або поза приміщенням, оскільки сірчистий газ дратівливо діє на органи дихання людини.

Помістіть 1-2 квітки (без води) під скляний ковпак і заповніть простір усередині ковпака сірчистим газом. Для цього в ложці запаліть шматочок сірки та внесіть у камеру, де знаходяться квіти. Найкраще використовувати лабораторну установку. Заповніть посуд сірчистим газом за допомогою газовідвідної трубки.

Щільно закрийте камеру. Спостерігайте поступове протягом 15-30 хв знебарвлення пелюсток віночка.

Досвід 6

Для досвіду потрібні 2 рослини узумбарської фіалки: одне - утворююче суцвіття рожевого кольору, друге - блакитного, рожевий розчин перманганату калію і розчин залізоаміачних або алюмінієвих галунів, або сульфату заліза (II) або сульфату алюмінію (II) (4-5 г/л) .

Блакитну фіалку 1-2 рази на тиждень поливайте рожевим розчином калію перманганату, рожеву - розчином сполук заліза або алюмінію. З ґрунту забарвлені розчини надходять у рослини і накопичуються в клітинах, що викликає в першому випадку зміну забарвлення пелюсток віночка з синьою на рожеву, а в другому - з рожевою на блакитну.

Саме на здатності рослин змінювати свій зовнішній вигляд залежно від хімічного складу ґрунту та повітря заснований біогеохімічний метод пошуку родовищ корисних копалин.

4. Результати досліджень

Досвід 1. Витяжка зеленого та жовтих пігментів.

Міцна спиртова витяжка із зеленого листя при розгляданні її в світлі виглядає смарагдово-зеленою, у відбитому ж світлі флюоресціює (відсвічує) вишнево-червоним відтінком. Разом із сантофілом у спирт переходять і жовті пігменти. Щоб відокремити їх, у витяжку слід налити трохи бензину. Збовтавши суміш, через деякий час можна помітити, що бензин, як легший, спливе вгору, тоді як шар спирту залишиться внизу (додаток 2). При цьому бензин матиме смарагдове забарвлення, спирт же прийме золотисто-жовтий колір від жовтих пігментів листа, що залишилися в ньому, - сантофілу і каротину. Відділення хлорофілу від жовтих пігментів засноване на тому, що він має більшу розчинність у бензині, ніж у спирті.

Висновок: в результаті досвіду ми переконалися в тому, що в гарячому спирті клітини гинуть, і фермент хлорофіл виходить у спиртовий розчин. Аркуш герані знебарвлюється. Таким чином ми довели наявність у листі рослини зеленого та жовтого пігментів.

Досвід 2. Виділення антоціану. Зміна кольору під дією кислот та лугів

Висновки: із живих клітин квіток узумбарської фіалки антоціан не виділяється, тому вода у пробірці залишається безбарвною; при кип'ятінні клітини гинуть, тому антоціан проникає через їх стінки у воду. При додаванні розчину лугу червоне забарвлення антоціана змінюється - синіє, а при додаванні кислоти знову стає червоним (додаток 3).

Наявністю антоціана пояснюється не тільки яскраве забарвлення багатьох осіннього листя дерев і чагарників, а й червоне, синє, блакитне, фіолетове забарвлення віночків багатьох квіток, червоних лусок деяких сортів цибулі, багатьох плодів рослин.

Досвід 3. Вплив умов освітлення на пожовтіння листя

Через 5 днів ми зняли папір та порівняли половинки аркуша. Добре були помітні відмінності у фарбуванні: освітлена частина зелена, а затемнена – жовта (додаток 4). Ми також порівняли стійкість хлорофілу в листі різних видів рослин (таблиця 1)

Таблиця №1

	Початок листопада	Кінець листопада

1. Результати досвіду свідчать, що зниження інтенсивності та тривалості освітлення листя прискорює розпад молекул хлорофілу в хлоропластах.

2. у різних видів рослин швидкість розпаду хлорофілу різна. Це проявляється у неодночасності розвитку осіннього забарвлення. Наприклад, у берези це може виявлятись протягом двох місяців.

Досвід 4. Необхідність кисню для руйнування хлорофілу

Через 3-5 днів стали помітні відмінності в фарбуванні листа: частина, що знаходилася у воді, зберегла зелений колір, інша-пожовкла (додаток 5).

Висновок: зменшення швидкості розпаду хлорофілу у тій частині листа, що була у воді, свідчить, що у руйнуванні хлорофілу важливу роль відіграє процес дихання. Вміст кисню у воді набагато нижчий, ніж у повітрі.

Досвід5. Знебарвлення антоціанів сірчистим газом

Для проведення досвіду ми взяли пелюстки трьох кольорів кімнатної герані – білого, рожевого та червоного. Внаслідок впливу сірчистого газу вони поступово почали знебарвлюватися. Протягом 15-30 хв, почалося поступове знебарвлення пелюсток віночка. Повне знебарвлення ми помітили тільки наступного дня. Після чого ми дістали квітки з-під ковпака і поставили у склянки з водою. Сірчистий газ поступово випарувався, і пелюстки набули частково вихідного кольору. Відновлення кольору відбувалося значно повільніше, ніж знебарвлення (додаток 7).

Висновки: сірчистий газ викликає перехід антоціанів у безбарвну форму. Безбарвні форми антоціанів досить поширені, наприклад, у листі, шкірці і м'якоті плодів деяких рослин (винограда, яблуні). За певних умов вони здатні переходити до пофарбованих форм.

Досвід 6. Вплив іонів металів на фарбування квіток узумбарської фіалки

На жаль, цей досвід ми провести не встигли, але знайшли в літературі опис впливу іонів алюмінію на фарбування поширеної рослини – гортензії. Виявляється, що гблакитний колір квіток гортензії пов'язаний із присутністю в клітинному соку червоного пігменту – антоціану, який може змінювати свій колір. Причиною є іони алюмінію. У кислому грунті іони алюмінію перебувають у розчиненому стані, тоді як із лужної реакції вони зв'язуються вапном. З цієї причини деякі сорти гортензій у сильно кислому середовищі цвітуть блакитним кольором, менш кислому середовищі - червоним або рожевим. Білі гортензії свого забарвлення не змінюють.

Висновок: з ґрунту розчини надходили в рослину і накопичилися в клітинах, що викликало зміну забарвлення пелюсток віночка.

На здатності рослин змінювати свій зовнішній вигляд, залежно від хімічного складу ґрунту та повітря, заснований біогеохімічний метод пошуку родовищ корисних копалин.

5. Висновки

1. У рослинних клітинах найчастіше зустрічаються зелені пігменти хлорофіли, жовто-оранжеві каротиноїди, червоні та сині антоціани.

2. Різні чинники довкілля (освітленість рослин, температура повітря, водопостачання) впливають забарвлення листя.

3. В осінньому листі відбувається пошкодження в судинній системі, порушується потік поживних речовин, відбувається їх застій, що сприяє утворенню антоціану. Таким чином, багряні відтінки, в які фарбуються дерева під час листопада, не є особливим пристосуванням. Вони свідчать лише про загасання життєдіяльності в листі у зв'язку з підготовкою рослин до зимового періоду спокою.

4. Колір антоціанів визначається як кислотністю клітинного соку, а й здатністю утворювати складні сполуки з металами.

5. Пігменти надають тканинам яскравого забарвлення, залучаючи запилювачів, провесною перетворюють світлову енергію на теплову і захищають рослини від холоду. Надають позитивний вплив на людський організм, його зміцнення та оздоровлення.

6.Висновок

Присутність пігментів у рослинах має велике значення як для самих рослин, так і для людини.

Зміна забарвлення квітки є сигналом для запилювачів, повідомляє про те, які квітки розкрилися нещодавно, тобто з більшою ймовірністю містять їжу.

У молодих пагонах і листі деяких рослин антоціани провесною перетворюють світлову енергію на теплову і захищають їх від холоду.

Саме на здатності рослин змінювати свій зовнішній вигляд, залежно від хімічного складу ґрунту та повітря, заснований біогеохімічний метод пошуку родовищ корисних копалин.

Для швидкого визначення потреби сільськогосподарських культур у мікро- та макроелементах харчування додаткові можливості представляє візуальна діагностика. Основа цього методу полягає в тому, що при нестачі або надлишку елементів живлення відбувається порушення нормального обміну речовин у рослинах, що призводить до зміни форми та фарбування стебел та листя, до появи на цих органах ділянок відмерлих тканин.

7. Література

1. "Зелені оракули" - Москва: Думка, 1989 - с.190

2. , Фенчук досліди із рослинами: Кн. для учнів.-Мн.: Нар. освітлення, 1991.-208 с.: іл.

3. Петров у житті лісу. М: Наука, 1981.

4. Рейвн П., Еверт Р. Сучасна ботаніка. М: Світ, 1990.

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

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

Додаток 1

Розповідь «Квіти, що говорять»

«Щойно ми спустилися з гори в долину, мій провожатий одразу забув про мене. Він кинувся збирати квіти. То була долина квітів.

Геолог квапливо зривав їх, уважно розглядав щось записував. Губи його беззвучно рухалися.

Здавалося, що він розмовляє із квітами. Наче він їх про щось питає, а вони йому відповідають.

«Чи геолог він? — подумав я. — Може, він ботанік чи поет?»

Що ви там шепочете? - Запитав я голосно.

Я знайшов скарб! – відповів геолог. – У цій долині глибоко під землею заховані незліченні скарби!

Хто це вам сказав? - Здивувався я

Вони сказали, - крикнув геолог. - Квіти. "Непогано, - подумав я. - То квіти - палії, то підземні, то говорять".

Наші квіти такі! - вигукував геолог - Їм відомі всі скарби, заховані в землі.

розуміти їхню мову - вони все розкажуть».

З книги М. Сладкова «Планета чудес, чи неймовірні пригоди мандрівника Парамона»

Додаток 2

Витяжка пігментів

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