Таблица 1 Результаты окрашивания ткани полученными растительными красителями

Альтернатива синтетическим красителям и индикаторам - растительные пигменты

Представлены результаты химического эксперимента по выделению пигментов из растений и получению природных красителей и индикаторов. Рассмотрена возможность использования полученных красителей для окрашивания тканей и индикаторов для определения кислотности моющих средств. Ключевые слова: растительные пигменты, растительные красители и индикаторы, хроматография Окраска растений обусловлена содержанием в них различных пигментов. Растительные пигменты – это крупные органические молекулы, поглощающие свет определенной длины волны. Одним из направлений применения растений, богатых пигментами, служит получение природных красителей и индикаторов. Красители – органические соединения, обладающие способностью поглощать и преобразовывать световую энергию в ультрафиолетовой и инфракрасной областях спектра.

Растительные красители являются распространенным экологически безопасным и доступным сырьем. Индикаторы – это химические вещества, окраска которых меняется в зависимости от рН среды. Проблема получения индикаторов достаточно актуальна, так как природные индикаторы играют большую роль и широко используются при химических исследованиях. Преимуществом растительных индикаторов является дешевизна, быстрота и наглядность исследования. Цель работы:изучить свойства растительных пигментов и выявить возможность их применения в качестве красителей и индикаторов. Методы исследования:теоретические (анализ учебной и научно-популярной литературы), экспериментальные (химический эксперимент). Организация исследования.На первом этапе был проведен анализ научно-популярной литературы по выбранной теме, который показал, что в растительных клетках обычно встречаются зеленые пигменты – хлорофиллы (рис. 1), желто-оранжевые – каротиноиды и разнообразные флавоноиды. Рис.1. Структурная формула хлорофилла Каждая из групп растительных пигментов представлена несколькими отличающимися по химическому строению, окраске и поглощению света пигментами. Например, к группе флавоноидов относят антоцианы, определяющие красную, синюю, фиолетовую окраску цветов; флавоны, флавонолы, ауроны и халконы — жёлтую и оранжевую. Пигмент группы флавоноидов кверцетин содержится в коре дуба (рис. 2), катехин – в листьях чая.

Пигмент группы каротиноидов рубиксантин содержится в плодах шиповника (рис. 3.). Рис. 2. Структурная формула кверцитина Рис.3. Структурная формула рубиксантина Второй этап был связан с химическим экспериментом по получению природных индикаторов и красителей. Технология получения красителей включает два основных процесса: извлечение красящих веществ и приготовление концентрированного красителя, который стабилен при хранении и пригоден для непосредственного использования. После того, как красители перешли в раствор, мы испытывали их способность к окрашиванию хлопчатобумажной ткани. В результате окрашивания ткани растворами перечисленных растений получили следующие цвета: из шелухи лука – светло-коричневый, из корнеплодов свеклы – светло-бордовый, из ягод калины – светло-розовый, из коры дуба – желто-коричневый. Все полученные результаты представлены в таблице

1. Таблица 1 Результаты окрашивания ткани полученными растительными красителями

Растение	Используемая часть	Цвет красителя на ткани
Лук репчатый	Сухие чешуи	Темно-коричневый
Свекла столовая	Корнеплод	Светло-бордовый
Калина красная	Ягоды	Светло-розовый
Дуб обыкновенный	Кора	Желто-коричневый
Боярышник	Кора	Красно-коричневый
Чистотел	Листья и стебли	Желто-зеленый
Крапива	Листья и стебли	Серо-желтый
Краснокочанная капуста	Листья	Сиреневый
Черника	Ягоды	Фиолетовый
Рябина черноплодная	Ягоды	Серо-синий
Флокс белый	Цветы	Желто-зеленый

В результате проведенного опыта убедились в том, что растительные красители способны длительное время удерживаться на ткани и не уступают по своим свойствам синтетическим красителем. Недостатком подобного окрашивания является получение не ярких, а светлых оттенков; получение зеленых красителей из растительного сырья является затруднительным; при стирке ткани в обычной воде она сильно линяет.

Природные индикаторы получали из свеклы, моркови, краснокочанной капусты, будры, тюльпана, чистотела, черного чая, луковой шелухи, боярышника и шиповника. Сначала навеску сырья массой 5-10 г погружали в экстрагент объемом 50 мл. Полученные экстракты фильтровали с помощью фильтровальной бумаги, и полученный фильтрат наливали в заранее подготовленную колбу. Для определения эффективности индикатора был использован универсальный буферный раствор, обладающий большой буферной емкостью (pH от 2 до 12) из H3PO4, CH3COOH, H3BO3, молярность 0,04 моль/л, концентрация кислот 100% [2]. К сожалению, из-за неустойчивости антоцианов их отвары быстро плесневеют и скисают, поэтому готовить такие индикаторы надо непосредственно перед работой с ними. Лучшими оказались индикаторы из краснокочанной капусты, будры и красного тюльпана. В растворе этих индикаторов наблюдался более выраженный переход из нейтральной среды в кислотную и щелочную. Более подробные результаты представлены в таблице 2.

12 Следующая ⇒