Lampášik

Vzdelávacia oblasť: PREMENY LÁTOK
Tematický celok:  SPOZNÁVANIE CHEMICKÝCH REAKCIÍ V NAŠOM OKOLÍ
Téma: ZÁKON ZACHOVANIA HMOTNOSTI; CHEMICKÁ REAKCIA, REAKTANT, PRODUKT; HORENIE, PLAMEŇ

Vieš, že dôkazom existencie ohňa na našej Zemi sú ložiská dreveného uhlia? Vznikli dôsledkom rozsiahlych lesných požiarov spôsobených pravdepodobne dopadom meteoritov na našu Zem. Najstaršie fosílne drevené uhlie pochádza z obdobia spodného Devónu (pred viac ako 350 miliónmi rokov). Trvalo ešte veľmi dlho, kým sa človek naučil vytvoriť, založiť, kontrolovať a  využívať oheň pre svoj prospech. Oheň sa stal zdrojom tepla aj svetla.

Témou HORENIE a PLAMEŇ sme sa už zaoberali.

Dokonca aj mandarinkovú či pomarančovú sviečku už vieš pripraviť.

V tejto lekcii nájdeš jej menšie vylepšenie a vyrobíš si užitočný, voňavý dekoračný svietiaci predmet.

Pomôcky:

pomaranč alebo mandarínka, nožík, lyžica, zápalky, nehorľavá podložka, vykrajovacie malé formičky

Chemikálie:

olej – slnečnicový, repkový, olivový, ľanový…

Postup: 

  1. Mandarínku alebo pomaranč prekroj na polovicu.
  2. Z oboch polovičiek opatrne vyber dužinu tak, aby si neporušil šupku a v strede jednej polky ostali biele neporušené vlákna. Tie budú tvoriť „knôt“ sviečky.
  3. Do polovičky bez „knôtu“ vykrajovacou formičkou vykroj otvory – jeden väčší v strede a niekoľko menších dookola.
  4. Polovičku s „knôtom“ naplň olejom.
  5. „Knôt“ namoč do oleja – aby ním nasiakol.
  6. Svietnik polož na nehorľavú podložku a zapáľ (môže to chvíľku trvať, kým sa olej zohreje).
  7. Svietnik prikry povykrajovanou polkou.

TIPY:

  • Kúsky pomarančovej/mandarínkovej šupky, ktoré si vykrojil v podobe hviezdičiek, srdiečok, kvietkov… môžeš usušiť a použiť aj neskôr ako dekoráciu (do adventného svietnika, k Vianociam…)
  • Pomarančový/mandarínkový svietnik vonia počas horenia už sám o sebe. Ak chceš jeho vôňu zintenzívniť, prikvapni do oleja pár kvapiek esenciálneho oleja (škorica, citrus, vanilka či iné.)
  • Vrchný otvor na lampášiku musí byť vykrojený dostatočne veľký, aby šupka neobhorela od plameňa lampášika.
  • Dbaj na bezpečnosť a nikdy nenechávaj svietnik horieť bez dohľadu a mimo nehorľavej podložky.

POPREMÝŠĽAJ, VYHĽADAJ, ZISTI a POPÍŠ…

  1. Zisti, ako vzniká drevené uhlie a prečo je pri jeho vzniku dôležitý oheň.
  2. Popremýšľaj, aký význam mohol mať pre pračloveka oheň.
  3. Olej, ktorý pridávaš do svietnika má rovnakú úlohu ako vosk sviečky. Vysvetli. Horel by knôt bez oleja alebo bez vosku?
  4. Popremýšľaj, čo by sa stalo, keby si pomarančový/mandarínkový svietnik prikryl polovičkou bez otvorov. Vysvetli, akú úlohu (okrem dekoračnej) spĺňajú otvory, ktoré si do tejto polovičky povykrajoval. Myslíš, že by malo význam spraviť otvorov viac?
  5. Rastlinné oleje obsahujú nenasýtené mastné kyseliny. V repkovom alebo v olivovom oleji je najviac kyseliny olejovej C17H33COOH, v slnečnicovom či v ľanovom zase kyselina linolová C17H31COOH.

Chemické reakcie horenia týchto organických kyselín môžeme zapísať nasledovnými chemickými rovnicami:

kyselina olejová       C17H33COOH  +  O2  →  CO2   +   H2O

kyselina linolová      C17H31COOH  +  O2  →  CO2   +   H2O

Pokús sa tieto chemické rovnice vyrovnať.

  1. Uveď čo je produktom horenia oleja obsahujúceho uvedené organické kyseliny.
  2. Vymenuj podmienky horenia a uveď akým konkrétnym spôsobom boli v tomto experimente splnené.

Malachit a azurit

Vzdelávacia oblasť: VÝZNAMNÉ CHEMICKÉ PRVKY A ZLÚČENINY; CHEMICKÉ VÝPOČTY

Tematický celok: NÁZVOSLOVIE A VLASTNOSTI VYBRANÝCH ANORGANICKÝCH CHEMICKÝCH ZLÚČENÍN; LÁTKOVÉ MNOŽSTVO, MOLÁRNA HMOTNOSŤ

Téma: OXIDY, HYDROXIDY, KYSELINY, SOLI; LÁTKOVÉ MNOŽSTVO, MOLÁRNA HMOTNOSŤ

Malachit a azurit sú minerály, ktoré sa v prírode nachádzajú spolu, často v tých istých kameňoch.

Farba azuritu sa mení od tmavej modrej až po bledomodrú so zelenkastým podtónom. Hoci jeho výskyt v prírode bol známy už dávno pred našim letopočtom, príležitostné používanie azuritu ako farebného pigmentu začalo u Egypťanov v časoch egyptských dynastií. Azuritová nebeská modrá sa až v období renesancie stala obľúbenou medzi umelcami. V podobe tempery a neskôr aj olejovej farby sa používala do 18. storočia, kedy ju nahradila synteticky vyrobená Pruská alebo Berlínska modrá.

Azuritový pigment sa získaval mletím prírodného kameňa a podľa hrúbky častíc nadobúdal tóny modrej od tmavých hrubo mletých zrniek až po svetlejší jemne mletý prášok. Na svetle je stabilný, ale citlivosť na teplo, vlhkosť a alkalické prostredie spôsobuje jeho premenu na malachitovú zeleň. To vysvetľuje farebnú zmenu oblohy na mnohých renesančných obrazoch z nebeskej modrej časom na zelenkastú.

Zaujímavé je pozorovať, ako sa mení farba azuritu na zelené tóny po pridaní vaječno-olejového pojiva pri príprave tempery (Temperová farba).

Malachit sa vyskytuje v prírode vo forme zeleného minerálu, ktorého farba sa môže meniť od svetlozelenej až po čiernozelenú. Podobne ako azurit aj malachit už poznali starí Egypťania. Okrem v náhrobných maľbách našiel tento farebný pigment využitie i v očných tieňoch Egypťanov. Od obdobia stredoveku sa v maľbách európskych maliarov vyskytuje spoločne s azuritom, a to približne do konca 18. storočia, kedy ho postupne vytlačili syntetické zelené pigmenty. Hoci je malachit chemicky podobný azuritu, je stabilný na svetle, v teple aj vo vlhkom a alkalickom prostredí.

Chemický vzorec AZURITU:     2CuCO3Cu(OH)2 alebo Cu3(CO3)2(OH)2

Chemický vzorec MALACHITU: CuCO3Cu(OH)2

Z chemického hľadiska sú oba minerály kombináciou uhličitanu meďnatého a hydroxidu meďnatého. Odlišujú sa však v ich množstve a pomere. Malachit aj azurit majú svoju typickú farbu vďaka meďnatým katiónom. To, že je ich farba odlišná, súvisí s jedinečným štruktúrnym spojením a usporiadaním katiónov medi s uhličitanovými (CO32-) a hydroxidovými (OH) iónmi v priestore. Štruktúra azuritu pohlcuje a odráža svetlo inej vlnovej dĺžky ako štruktúra malachitu, čo my v konečnom dôsledku vnímame ako rôznu viditeľnú farbu pigmentov.

Chemickú reakciu premeny azuritu na malachit vo vlhkom a alkalickom prostredí môžeme napísať nasledovne:

2CuCO3Cu(OH)2 → CuCO3Cu(OH)2 + Cu2+ + CO32-

Príprava Azuritu a malachitu

Pomôcky:

kadičky vyššia a širšia, hodinové sklíčko, Petriho misky, váhy, trecia miska, trojnožka, sieťka, kahan alebo varič, chemická lyžička, sklená tyčinka, odmerný valec, aparatúra na filtráciu

Chemikálie:

pentahydrát síranu meďnatého,  hydrogenuhličitan sodný , destilovaná voda

Postup – AZURIT: 

  1. Do vyššej kadičky odmeraj 50ml vody, neohrievaj.
  2. 6,3 g CuSO4.5H2O spolu so 4,8 g NaHCO3 zosyp do trecej misky, premiešaj a najemno rozotri.
  3. Zmes postupne po malých dávkach pridávaj do vody v kadičke.
  4. Vzniknutú modrú zrazeninu prefiltruj cez hladký filter (nepremývaj vodou).

Postup – MALACHIT: 

  1. Do vyššej kadičky odmeraj 50ml vody a ohrej na cca 50°C.
  2. 6,3 g CuSO4.5H2O spolu so 4,8 g NaHCO3 zosyp do trecej misky, premiešaj a najemno rozotri.
  3. Zmes postupne po malých dávkach pridávaj do zohriatej vody v širokej kadičke.
  4. Zmes v kadičke prikrytú hodinovým sklíčkom nechaj variť niekoľko minút, až kým sa nevytvorí zelená zrazenina.
  5. Vzniknutú zelenú zrazeninu prefiltruj cez hladký filter a premy horúcou vodou.

CuSO4.5H2O + NaHCO3CuCO3Cu(OH)2 + Na2SO4 + CO2 + H2O

TIPY:

  • Vodu v postupe prípravy azuritu nezohrievaj, pretože azurit je citlivý na teplotu a skôr by sa premenil na malachit.
  • Azurit počas filtrácie nepremývaj vodou, pretože väčšie množstvo vody by tiež mohlo spôsobiť premenu azuritu na malachit.
  • Po pridaní celého množstva zmesi modrej skalice a sódy bikarbóny do reakčnej zmesi je potrebné modrý azurit čím skôr prefiltrovať, pretože jeho dlhšie ponechanie vo vodnom prostredí by mohlo spôsobiť premenu na zelený malachit.
  • Obsah kadičky s reakčnou zmesou môžeš po každom vsypaní zmesi modrej skalice a sódy bikarbóny premiešať a následne prikryť hodinovým sklíčkom (aby reakčná zmes nevyšumela von).
  • Pokiaľ sa ti podarí zmes v kadičke zohriať až príliš a stmavne, nič to, získaš ďalší odtieň pigmentu sivozelenej farby
  • Vzájomným miešaním pigmentov získaš nové farebné odtiene.

POPREMÝŠĽAJ, VYHĽADAJ, ZISTI a POPÍŠ…

1. Reakciu prípravy pigmentu MALACHITU zapíšeš chemickou rovnicou, ktorú je potrebné vyrovnať.

CuSO4.5H2O + NaHCO3CuCO3Cu(OH)2 + Na2SO4 + CO2 + H2O

2. Z vyššie uvedenej chemickej rovnice vypíš všetky reaktanty. Napíš ich chemický aj triviálny názov (ak taký majú).

3. Z vyššie uvedenej chemickej rovnice vypíš všetky produkty. Napíš ich chemický aj triviálny názov (ak taký majú).

4. Z chemického hľadiska sú malachit aj azurit tvorené dvoma chemickými zlúčeninami medi. Uveď ktorými – chemický názov aj chemický vzorec.

5. Popremýšľaj čím sú typické zrážacie reakcie, čo je ich produktom. Pozoroval si v rámci prípravy pigmentov zrážaciu reakciu? Opíš.

6. V procese prípravy si použil hydrogensoľ aj hydrát soli. Napíš, ktoré chemické zlúčeniny to boli – chemický názov aj chemický vzorec.

7. Počas prípravy pigmentov azuritu aj malachitu si v kadičke mohol pozorovať tvorbu a únik bubliniek z reakčnej zmesi. Vysvetli pôvod bubliniek a ich chemické zloženie – uveď chem. názov a chem. vzorec.

8. Chemickú reakciu premeny azuritu na malachit môžeš znázorniť nasledovne:

Cu3(CO3)2(OH)2 → CuCO3Cu(OH)2 + Cu2+ + CO32-

Vypočítaj molárnu hmotnosť azuritu a tiež molárnu hmotnosť malachitu.
Koľko gramov malachitu vznikne z 5 g azuritu?

9. Pomenuj častice Cu2+ a CO32-.

10. Uveď ktorá častica je primárnou príčinou typickej farby azuritu rovnako ako aj malachitu.

11. Vysvetli, prečo je farba azuritu odlišná od farby malachitu.

12. Opíš čo spôsobuje, urýchľuje premenu azuritu na malachit.

13. Vysvetli, prečo je obloha na mnohých renesančných maľbách zelenkastej farby a aká bola jej pôvodná farba.

14. Uveď aké iné využitie malachitu ako pigmentu okrem maľby poznali Egypťania.

Temperova farba

Vzdelávacia oblasť: LÁTKY A ICH VLASTNOSTI
Tematický celok: ZMESI A CHEMICKY ČISTÉ LÁTKY
Téma: CHEMICKY ČISTÁ LÁTKA A ZMES – ROVNORODÁ A RÔZNORODÁ

Práškové pigmenty, ktoré si pripravíš podľa postupov v materiáli Syntéza pigmentov, môžeš zmiešať s vajíčkovo-olejovým pojivom a tak vznikne farba podobná klasickej tempere, ktorou môžeš maľovať. 

Slovo TEMPERA pochádza z latinského slova DISTEMPERARE, čo znamená „dôkladne premiešať“ a spája sa aj so slovom STEMPERARE z talianskeho slova „zriediť, rozpustiť“. Označuje trvalé, rýchloschnúce maliarske médium, ktoré pozostáva z farebných pigmentov zmiešaných so spojivom rozpustným vo vode. Týmto spojivom bol najčastejšie vaječný žĺtok. To, že sú temperové maľby veľmi trvanlivé, dokazujú stále existujúce diela z prvého storočia nášho letopočtu, ktoré pochádzajú z Egypta (egyptské sarkofágy). Temperová farba bola hlavným maliarskym médiom tabuľovej maľby takmer každého maliara v období európskeho stredoveku a ranej renesancie. Používal ju napríklad aj významný renesančný maliar Michelangelo. Hoci je tempera farba trvalá, nie je pružná (vyžaduje pevné drevené dosky), preto na plátne napnutom na ráme praská a opadáva. Temperu v 16. storočí postupne nahradila pružnejšia olejomaľba. Napriek tomu tempera vytrvala ako tradičné médium na maľovanie ikon v chrámoch v pravoslávnom Grécku i Rusku dodnes.

Tempera, ktorú pripravíš podľa nižšie uvedeného postupu, obsahuje okrem vaječného žĺtka aj olej. Olej sa pridával do tempery aj v minulosti. Takáto farba sa nazývala TEMPERA GRASSA (v preklade „tučná“ tempera) a predstavovala prechod od klasickej vaječnej tempery k olejomaľbe. Tempera grassa obsahuje olej s vaječným žĺtkom v pomere 1:1. Dôležitým krokom v jej príprave bolo dôkladné premiešanie zmesi a tak vytvorenie emulzie, do ktorej sa následne vmiešal jemne rozotretý pigment.

Pomôcky:

váhy, hlbšia trecia miska, sklená tyčinka, pipeta, odmerný valec, šľahač/mixér, štetce, kresliaci kartón, maliarska paleta

Chemikálie:

vaječný žĺtok, olej ľanový, destilovaná voda, rôzne pigmenty (Syntéza pigmentov)

Postup: 

  1. Do hlbšej misky vlož vaječný žĺtok oddelený od bielka a zisti jeho hmotnosť.
  2. K vaječnému žĺtku pridaj ľanový olej v hmotnostnom pomere 1:1
  3. K zmesi pridaj destilovanú vodu v hmotnostnom pomere 1:1:1 (žĺtok : olej : voda)
  4. Zmes dôkladne vyšľahaj pomocou šľahača
  5. Pigmenty (Syntéza pigmentov) rozotri na jemný prášok a nasyp na maliarsku paletu
  6. Do každého pigmentu kvapni pár kvapiek vajíčkovo-olejovej zmesi a dôkladne premiešaj, aby vznikla hladká pasta.

Vianočné pohľadnice, ktoré namaľovali žiaci našou vaječno-olejovou temperou

TIPY:

  • Na prípravu vaječno-olejovej tempery sa používa ľanový olej, pretože ľahko vsakuje do podkladového materiálu, na ktorý sa tempera nanáša. Ak ho však nemáš, pokojne môžeš použiť aj repkový či slnečnicový olej, ale pridaj ho o niečo menej.
  • Práškové pigmenty dôkladne rozotri, aby v tempere nevznikali hrudky ale bola hladká
  • Pokiaľ je tempera príliš tuhá, môžeš ju zriediť pridaním väčšieho množstva vajíčkovo-olejového pojiva, prípadne pár kvapkami vody
  • Pripravené temperové farby môžeš medzi sebou miešať aj v tekutej podobe na palete alebo priamo na papieri.

Vianočné pohľadnice, ktoré namaľovali žiaci našou vaječno-olejovou temperou

POPREMÝŠĽAJ, VYHĽADAJ, ZISTI a POPÍŠ…

  1. Prečítaj si v úvode, čo znamená slovo TEMPERA a pokús sa vysvetliť, ako význam slova súvisí s temperovou farbou.
  2. Uveď aké najstaršie diela maľované temperou existujú.
  3. Vysvetli prečo sú temperové maľby trvácne.
  4. Uveď ktorý známy renesančný umelec používal temperové farby.
  5. Popremýšľaj ktorá vlastnosť tempery je príčinou, že nie je vhodná k použitiu na maliarske plátno, ale skôr na pevné povrchy. Čo sa s temperovou farbou na plátne po čase môže stať?
  6. Tempera GRASSA je špeciálny druh tempery. Vysvetli, čím sa odlišuje od pôvodnej tempery.
  7. Opíš čo sa stane, keď zmiešaš vaječný žĺtok s olejom. Aký druh zmesi vznikne?
  8. Zmení sa druh zmesi, keď k vaječnému žĺtku a oleju pridáš vodu?
  9. Každý pigment, z ktorého pripravuješ temperu má svoj chemický názov. (Syntéza pigmentov). Urči či čistý pigment predstavuje zmes alebo chemicky čistú látku.
  10. Opíš čo sa stane s práškovým pigmentom po zmiešaní s vaječno-olejovým pojivom. Aký druh zmesi vznikne?
  11. Zisti či sú pigmenty, ktoré používaš na prípravu tempery rozpustné vo vode.
  12. Vysvetli čo značí hmotnostný pomer 1:1.

Pigmenty – syntéza

Vzdelávacia oblasť: VÝZNAMNÉ CHEMICKÉ PRVKY A ZLÚČENINY; CHEMICKÉ VÝPOČTY

Tematický celok: NÁZVOSLOVIE A VLASTNOSTI VYBRANÝCH ANORGANICKÝCH CHEMICKÝCH ZLÚČENÍN/NEUTRALIZAČNÉ A REDOXNÉ REAKCIE; LÁTKOVÉ MNOŽSTVO, MOLÁRNA HMOTNOSŤ, ZLOŽENIE ROZTOKOV

Téma: OXIDY, HYDROXIDY, KYSELINY, SOLI/REDOXNÉ REAKCIE; LÁTKOVÉ MNOŽSTVO, MOLÁRNA HMOTNOSŤ, HMOTNOSTNÝ ZLOMOK, KONCENTRÁCIA LÁTKOVÉHO MNOŽSTVA

Pri pohľade na tieto obrázky si zrejme povieš, aké sú jednoduché a takmer jednofarebné… áno, je to tak. A predsa sú výnimočné. Ich jedinečnosť spočíva práve vo farbách, ktorými sú maľované. Sú to farby, ktoré sme syntetizovali na našom chemickom krúžku Kremík. Podarilo sa nám pripraviť niekoľko odtieňov zelenej, červenohnedú, čiernu, modrú a čierny a modrý atrament. Práškové pigmenty sme spojili vajíčkovo-olejovým pojivom a tak vznikla farba podobná tempere, ktorá sa dá štetcom nanášať na podklad, papier. 

Vyskúšali sme si, že tieto vlastnoručne pripravené farby skutočne maľujú. Aj keď sme museli obrázky prispôsobiť odtieňom, ktoré sme mali k dispozícii, sú určite parádne, pretože sú naše ;).

V nasledujúcich riadkoch nájdeš nami odskúšané recepty/postupy na prípravu niekoľkých pigmentov. Ako si zo syntetizovaných pigmentov pripraviť farbu vhodnú k nanášaniu na papier sa dozvieš v materiáli Temperová farba

Malachitová zeleň

Dihydroxid-uhličitan dimeďnatý sa vyskytuje v prírode vo forme zeleného minerálu malachitu (farba sa môže meniť od svetlozelenej až po čiernozelenú). Z chemického hľadiska je to kombinácia uhličitanu meďnatého a hydroxidu meďnatého, CuCO3·Cu(OH)2. Malachit sa používal ako minerálny pigment v zelených farbách od staroveku. Je veľmi málo rozpustný vo vode. Jeho syntéza je veľmi jednoduchá.

Pomôcky:

hodinové sklíčka, váhy, trecia miska, kadička, trojnožka, sieťka, kahan alebo varič, chemická lyžička, sklená tyčinka, odmerný valec, aparatúra na filtráciu

Chemikálie:

pentahydrát síranu meďnatého,  hydrogenuhličitan sodný , destilovaná voda

Postup: 

  1. Do vyššej kadičky odmeraj 50ml vody a ohrej (cca 50°C).
  2. 6,3 g CuSO4.5H2O spolu so 4,8 g NaHCO3 zosyp do trecej misky, premiešaj a opatrne rozotri.
  3. Zmes postupne po malých dávkach pridávaj do zohriatej vody v kadičke. Po každom vsypaní zmesi kadičku prikry hodinovým sklíčkom, pretože obsah by mohol ľahko vyšumieť.
  4. Zmes v kadičke prikrytú hodinovým sklíčkom nechaj variť niekoľko minút (zmes by nemala stmavnúť).
  5. Vzniknutú zelenú zrazeninu prefiltruj cez hladký (môžeš aj cez skladaný) filter a premy horúcou vodou.

CuSO4.5H2O + NaHCO3CuCO3Cu(OH)2 + Na2SO4 + CO2 + H2O

TIPY:

  • Ďalší minerál obsahujúci meď je sýtomodrý azurit. V prírode sa vyskytuje spolu s malachitom. Renesanční maliari ho používali na znázornenie jasnej modrej oblohy. Tento pigment je ale nestabilný na vzduchu, vo vlhkom a zásaditom prostredí, preto sa časom mení na zelený malachit. A to je dôvodom, prečo napríklad obloha v Michelangelových maľbách po rokoch ozelenela.

Azurit môžeš pripraviť rovnakým spôsobom ako malachit, ale musíš pracovať rýchlejšie a pri nižšej teplote, zmes nezahrievať a hneď prefiltrovať a premyť vodou. Ak by vzniknutý azurit ostal v roztoku, reakcia by pokračovala a vznikol by malachit.

  • Pokiaľ sa ti podarí zmes v kadičke zohriať až príliš a stmavne, nič to, získaš ďalší pigment sivozelenej farby

Octan meďnatý

Octan meďnatý, modrozelený pigment môžeš pripraviť z malachitu.

Cu2CO3(OH)2 + CH3COOH → Cu(CH3COO)2 + H2O + CO2

Pomôcky:

hodinové sklíčko, kadička, váhy, aparatúra na odparovanie, chemická lyžička, sklená tyčinka, odmerný valec, aparatúra na filtráciu

Chemikálie:

dihydroxid-uhličitan dimeďnatý,  15% kyselina octová 

Postup:

  1. K 6 g malachitu v kadičke pomaly prilievaj 50ml 15% kyseliny octovej.
  2. Zmes opatrne zahrievaj približne pol hodinu. Potom nechaj vychladnúť.
  3. Po vychladnutí zmes prefiltruj cez skladaný filter.
  4. Filtrát prelej do odparovacej misky a odparuje do vytvorenia kryštalizačnej blany.
  5. Octan meďnatý nechaj v kryštalizačnej miske v pokoji vykryštalizovať do ďalšieho dňa.

TIPY:

  • Octan meďnatý je chemická zlúčenina, o ktorej som už písala v materiáli Patina na minci obsahujúcej meď. V uvedenom príspevku si môžeš pozrieť fotografie kryštálikov octanu meďnatého cez mikroskop, alebo aj video rastu kryštálikov na medenom povrchu mincí.

Berlínska modrá

Berlínska alebo Pruská modrá je prvé syntetické farbivo známe už od roku 1706, pripravené prvý krát v Berlíne náhodne pri pokusoch s oxidáciou železa. V 18. storočí sa stala často používanou a veľmi obľúbenou modrou farbou v maľbách.

Pomôcky:

hodinové sklíčka, váhy, kadička, chemická lyžička, sklená tyčinka, odmerné banky, aparatúra na filtráciu

Chemikálie:

síran železitý,  hexakyanoželeznatan draselný, destilovaná voda

Postup:

  1. Do odmerných bánk si priprav 100 ml vodného roztoku síranu železitého s koncentráciou 0,05 mol/dm3 a 100 ml vodného roztoku hexakyanoželeznatanu draselného tiež s koncentráciou 0,05 mol/dm3
  2. Pripravené roztoky zmiešaj vo väčšej kadičke v poradí Fe2(SO4)3 s K4[Fe(CN)6].
  3. Vzniknutú zrazeninu odfiltruj zo zmesi najlepšie cez hladký filter a niekoľkokrát premy destilovanou vodou.
  4. Filtračný koláč nechaj voľne vysušiť.

FeSO4 + K3[Fe(CN)6] → Fe + K2SO4 + Fe4[Fe(CN)6]3

TIPY:

  • Berlínska modrá je veľmi jemný modrý pigment, ktorého častice nie sú vo vode rozpustné. Tvorí koloidný vodný roztok. Tento koloidný roztok môžeš použiť ako modrý atrament a nanášať ha na papier pierkom.

Oxid meďnatý

Oxid meďnatý v podobe čierneho prášku sa používa ako farbivo do náterov a glazúr v keramike. Hoci čierny atrament vieme pripraviť z dubienok (prelinkovať s materiálom Dubienkový atrament), niekedy sa zíde aj hustejšia čierna farba.

Pomôcky:

hodinové sklíčko, chemická lyžička, váhy, kadičky, sklená tyčinka, kahan, zápalky, trojnožka, sieťka alebo varič, odmerný valec, aparatúra na filtráciu

Chemikálie:

pentahydrát síranu meďnatého,  uhličitan draselný, destilovaná voda

Postup:

  1. 5 g CuSO4.5H2O rozpusti v 45 ml destilovanej vody.
  2. 2,8 g K2CO3 rozpusti tiež v 45 ml destilovanej vody.
  3. K roztoku modrej skalice pridaj roztok uhličitanu draselného – prilievaj ho po malých množstvách po sklenej tyčinke. Po každom pridaní zmes v kadičke premiešaj tyčinkou.
  4. Zmes v kadičke prikry hodinovým sklíčkom a pomaly zahrievaj až do varu. Počas zahrievania sa zo suspenzie uvoľňuje CO2, preto zmes šumí.
  5. Suspenziu var dovtedy, kým sa v celom objeme sfarbenie nezmení na čierne.
  6. Reakčnú zmes nechaj vychladnúť, usadiť a dekantuj – vychladnutý roztok nad zrazeninou  opatrne zlej. Potom do kadičky z čiernou zrazeninou prilej 100 ml destilovanej vody, premiešaj a nechaj usadiť. Roztok nad zrazeninou opäť opatrne zlej. Tento postup opakuj jeden – dva krát.
  7. Zrazeniu prefiltruj cez hladký filter a nechaj vyschnúť voľne na vzduchu.

CuSO4·5H2O + K2CO3CuO + K2SO4 + CO2 + H2O

TIPY:

  • Oxid meďnatý vytvorí v kadičke súvislú vrstvu usadeniny, ktorá počas varenia zmesi bráni uniku bubliniek. Preto občas dochádza k „vybuchnutiu“ usadeniny, čo môže byť nebezpečné vzhľadom na to, že zmes je horúca. Aby si tomu predišiel, musí byť vrstva usadeniny čo najtenšia, preto použi hlbšiu kadičku s veľkým priemerom a zmes v občas premiešavaj sklenou tyčinkou.
  • Oxid meďnatý tvorí čiernu vrstvičku na medených predmetoch, napr. medených sochách, nádobách, minciach. Je súčasťou patiny, ktorá chráni medené objekty pred koróziou (viac v materiáloch Oxid meďnatýPatina na minci obsahujúcej meď).

Oxid meďný

Oxid meďný sa v prírode nachádza ako minerál kuprit. Na rozdiel od väčšiny ostatných minerálov medi zelenej farby je kuprit červený. Aj pigment Cu2O, ktorý sa používa najmä v keramike, je červenej farby.

Pomôcky:

hodinové sklíčka, chemická lyžička, váhy, kadičky, sklená tyčinka, vodný kúpeľ, odmerný valec, aparatúra na filtráciu za zníženého tlaku, pipeta

Chemikálie:

pentahydrát síranu meďnatého,  glukóza, vínan sodno-draselný, 20% roztok hydroxidu sodného, destilovaná voda 

CuSO4 .5 H2O + C6 O6 H12 + NaOH → Cu2O + Na2SO4 + C6O7H11Na + H2O

Postup:

  1. 5,4 g CuSO4.5H2O rozpusti v 175 ml destilovanej vody.
  2. 19,7 g glukózy rozpusti v 210 ml destilovanej vody.
  3. Roztok glukózy nalej k roztoku modrej skalice.
  4. K roztoku glukózy a modrej skalice vsyp 1,6 g vínanu sodno-draselného a zamiešaj.
  5. Do kadičky pridaj pipetou 2 ml 20% roztoku hydroxidu sodného.
  6. Kadičku postav do vodného kúpeľa a opatrne zahrievaj, až kým sa farba vznikajúcej zrazeniny nezmení na červenooranžovú. 
  7. Reakčnú zmes nechaj vychladnúť, usadiť a niekoľkokrát dekantuj destilovanou vodou.
  8. Zrazeniu prefiltruj za zníženého tlaku (alebo cez hladký skladaný filter, ak nemáš k dispozícii aparatúru na filtráciu za zníženého tlaku) a nechaj voľne vysušiť .

Postupná premena farby reakčnej zmesi až do vytvorenia červenooranžového Cu2O

Oxid železitý

Hnedočervený pigment oxid železitý sa v prírode vyskytuje ako minerál hematit. Okrem využitia v umeleckej výtvarnej sfére sa tento pigment pridáva ako farbivo aj do kozmetických prípravkov červenej farby.

Pomôcky:

hodinové sklíčka, chemická lyžička, váhy, kadičky, sklená tyčinka, odmerný valec, aparatúra na filtráciu za zníženého tlaku, keramický kelímok na žíhanie, kahan, trojnožka, sieťka

Chemikálie:

heptahydrát síranu železnatého, uhličitan sodný, destilovaná voda 

FeSO4  +  Na2CO3  →  FeCO3  +  Na2SO4

FeCO3  +  O2  →  Fe2O3  +  CO2

Postup:

  1. Do dvoch kadičiek priprav po 100 ml vody a obe zohrej približne na 80°C.
  2. 30 g zelenej skalice rozpusti v zohriatej vode v prvej kadičke.
  3. 11,4 g uhličitanu sodného rozpusti v zohriatej vode v druhej kadičke.
  4. Ešte horúci roztok uhličitanu sodného vlej po malých dávkach a za intenzívneho miešania k horúcemu roztoku zelenej skalice.
  5. Zmes krátko povar, aby sa vylúčila všetka zrazenina okrového uhličitanu železnatého.
  6. Reakčnú zmes nechaj vychladnúť, usadiť zrazeninu a niekoľkokrát dekantuj destilovanou vodou.
  7. Zrazeniu prefiltruj za zníženého tlaku (alebo cez hladký skladaný filter, ak nemáš k dispozícii aparatúru na filtráciu za zníženého tlaku) .
  8. Filtračný koláč presyp do keramického kelímka a za občasného premiešania kovovou lyžičkou žíhaj nad plameňom kahana až kým nezískaš jemný prášok červenohnedého oxidu železitého.

POPREMÝŠĽAJ, VYHĽADAJ, ZISTI a POPÍŠ…

1. Reakciu prípravy každého pigmentu je možné zobraziť chemickou rovnicou. Nasledovné chemické rovnice je potrebné vyrovnať a priradiť správne názvy vzniknutých pigmentov.

CuSO4.5H2O + NaHCO3CuCO3Cu(OH)2 + Na2SO4 + CO2 + H2Ooctan meďnatý
Cu2CO3(OH)2 + CH3COOH → Cu(CH3COO)2 + H2O + CO2    oxid meďný
FeSO4 + K3[Fe(CN)6]→Fe + K2SO4 + Fe4[Fe(CN)6]3    oxid meďnatý
CuSO4·5H2O + K2CO3CuO + K2SO4 + CO2 + H2O    oxid železitý
CuSO4.5H2O + C6O6H12 + NaOH → Cu2O+Na2SO4+C6O7H11Na+H2Omalachit
FeSO4  +  Na2CO3  →  FeCO3  +  Na2SO4
FeCO3  +  O2  →  Fe2O3  +  CO2
Berlínska modrá

2. Pri príprave pigmentov si použil aj hydráty solí. Uveď ktoré – napíš ich chemický aj triviálny názov a chemický vzorec.

3. V príprave jedného pigmentu bola potrebná hydrogensoľ. Uveď jej chemický aj triviálny názov a chemický vzorec.

4. Z chemického hľadiska je malachit tvorený dvoma chemickými zlúčeninami medi. Uveď ktorými – chemický názov aj chemický vzorec.

5. Popremýšľaj čím sú typické zrážacie reakcie, čo je ich produktom. Pozoroval si v rámci prípravy niektorého pigmentu zrážaciu reakciu? Opíš.

6. Z uvedených chemických reakcií vypíš všetky oxidy a hydroxidy – uveď chemický vzorec s oxidačnými číslami a chemický názov každého oxidu.

7. Napíš chemické názvy a doplň oxidačné čísla prvkov v chemických vzorcoch týchto solí:

FeSO4 …………………………………………….

Na2CO3…………………………………………….

K2SO4 …………………………………………….

K2CO3…………………………………………….

Na2SO4…………………………………………….

FeCO3…………………………………………….

8. Uveď názvy a chemické vzorce kyselín, z ktorých sú odvodené soli z predchádzajúcej úlohy.

9. V chemickej reakcii                            FeCO3  +  O2  →  Fe2O3  +  CO

dochádza k zmene oxidačných čísel niektorých prvkov.
Uveď o aký typ chem. reakcie sa jedná.
Doplň oxidačné čísla všetkých prvkov.
Napíš čiastkové deje oxidácie a redukcie.

10. Pri syntéze Berlínskej modrej si potrebuješ vopred pripraviť roztoky určitej koncentrácie.

  • Vypočítaj hmotnosť síranu železitého potrebného k príprave 100 ml vodného roztoku s koncentráciou 0,05 mol/dm3.
  • Vypočítaj hmotnosť hexakyanoželeznatanu draselného potrebného k príprave 100 ml vodného roztoku s koncentráciou 0,05 mol/dm3.

11. Vypočítaj koľko percentné roztoky pripravíš:

  • Rozpustením 5,4 g CuSO4.5H2O v 175 ml destilovanej vody.
  • Rozpustením 19,7 g glukózy v 210 ml destilovanej vody.
  • Rozpustením 2,8 g K2CO3 v 45 ml destilovanej vody.
  • Rozpustením 30 g zelenej skalice v 100 ml vody.
  • Rozpustením 11,4 g uhličitanu sodného v 100 ml vody.

12. Vypočítaj hmotnosť vzniknutého oxidu meďnatého, ak si na jeho prípravu použil 2,8 g uhličitanu draselného. Chemická reakcia beží podľa chemickej rovnice (nezabudni rovnicu vyrovnať):

CuSO4·5H2O + K2CO3 → CuO + K2SO4 + CO2 + H2O

13. Uveď rozdiel medzi filtráciou cez hladký a skladaný filtračný papier.

14. Pokús sa opísať priebeh filtrácie za zníženého tlaku.

15. Vysvetli, opíš proces dekantácie a jej využitie.

Monochromatická kresba

Vzdelávacia oblasť: ORGANICKÉ LÁTKY
Tematický celok: ORGANICKÉ LÁTKY V ŽIVÝCH ORGANIZMOCH
Téma: PRÍRODNÉ LÁTKY

Farby použité v obraze dokážu navodiť jeho atmosféru a náladu rovnako ako jeho téma. Monochromatické maľby, ktoré využívajú odtiene len jednej farby sú vynikajúcim príkladom toho, ako môžu umelci vytvárať podmanivé diela len s obmedzenými zdrojmi. Výber farby môže vyvolať rôzne emócie a dať umeleckému dielu úplne nový význam.

Najstaršie maľby, ktoré kedy boli na Zemi vytvorené, boli tiež monochromatické. Limitovaná paleta farieb v tej dobe siahala od žltej, okrovej cez najrozmanitejšie odtiene červenej a hnedej až po čiernu. Napriek tomu keď napríklad jaskyňu Lascaux vo Francúzsku navštívil významný španielsky maliar a sochár Pablo Picasso, bol uchvátený a šokovaný krásou monochromatických nástenných malieb a kresieb, ktoré videl. 

Hoci sa monochromatické maľby stali najobľúbenejšími až v súčasnom období, v histórii umenia je možné nájsť veľa vzácnych obrazov od slávnych umelcov, ktorí vytvárali umelecké diela len s jednou dominantnou farbou. Patrí k nim napríklad obraz „La Scapigliata“ od Leonarda da Vinci alebo „Portrét mladého dievčaťa“ od Pierra Augusta Renoira, či celé Picassovo modré obdobie.

Monochromatické výtvarné práce, ktoré si môžeš sám vytvoriť podľa nižšie uvedeného postupu, budú v odtieňoch farieb oranžovohnedých doplnené a zvýraznené čiernou.

Pomôcky:

kadička 4ks, štetec 4ks, kartón/tvrdý alebo akvarelový papier, rýchlovarná kanvica

Chemikálie:

čierny čaj, zelený čaj, bylinkový čaj, roztok octanu železnatého, voda, dubienkový atrament

Postup: 

  1. Priprav si tri kadičky a do každej z nich zalej vriacou vodou jeden čaj – čierny, zelený, bylinkový. Nechaj pár minút vylúhovať.
  2. Do štvrtej kadičky nalej roztok octanu železnatého, ktorý pripravíš podľa postupu uvedenom v lekcii Atrament pripravený z oranžových kryštálikov.
  3. Na kúsok papiera vyskúšaj farebné odtiene, ktoré je možné dosiahnuť po zmiešaní čaju a roztoku octanu železnatého.
  4. Čiernu farbu získaš z dubienkového atramentu, ktorý pripravíš podľa postupu uvedenom v lekcii Dubienkový atrament

VYSVETLENIE:

Octan železnatý reaguje s trieslovinami za vzniku železnatého komplexu, ktorý na vzduchu oxiduje na železitý, čo pozorujeme ako zmenu farby na tmavšiu (tento dej je obdobný tomu s použitím zelenej skalice pri výrobe dubienkového atramentu).  Podľa obsahu trieslovín v jednotlivých čajových roztokoch získame výslednú farbu svetlejšiu alebo tmavšiu.

Pokiaľ použiješ len samotný octan železnatý, na papieri ostane oranžová farba, ktorú môžeš zintenzívniť nanesením viacerých vrstiev na rovnaké miesto.

TIPY:

  • Do každého roztoku namáčaj vždy len jeden a ten istý štetec. Štetce nemiešaj a po každom použití premy čistou vodou, aby si si jednotlivé roztoky neznehodnotil
  • Pred vrstvením jednotlivých náterov je vhodné počkať, kým predošlý vyschne, pokiaľ si neželáš cielené rozpitie farby
  • Najvhodnejšie je začať maľovať roztokom octanu železnatého a ten následne vrstviť, pretierať jednotlivými čajovými roztokmi

POPREMÝŠĽAJ, VYHĽADAJ, ZISTI a POPÍŠ…

  1. Vysvetli, čo znamená pomenovanie monochromatická maľba.
  2. Vyhľadaj kde sa vo svete nachádzajú najznámejšie najstaršie maľby.
  3. Opíš aká je paleta farieb a odtieňov týchto malieb. Popremýšľaj s čím to súvisí.
  4. Zisti aké obrazy maľoval Pablo Picasso vo svojom modrom období. Ako na teba tieto obrazy pôsobia?
  5. Opíš princíp monochromatickej kresby a maľby, ktorú máš možnosť si vyskúšať podľa vyššie uvedeného postupu.
  6. Uveď názvy chemických látok, ktoré v tomto postupe používaš
  7. Rozdeľ použité chemické látky medzi organické a anorganické.
  8. Napíš reakciu oxidácie železnatého katiónu na železitý katión.
  9. Pokiaľ sa železo oxiduje, čo sa deje s molekulou vzdušného kyslíka?
  10. Napíš obe čiastkové reakcie oxidácie a redukcie, správne doplň počet prijatých a odovzdaných elektrónov a zmenu náboja jednotlivých prvkov a iónov.
  11. Vysvetli, akým spôsobom docieliš rôzne odtiene oranžovej a hnedej farby v tvojej kresbe či maľbe.
  12. Popremýšľaj, čo má spoločné po chemickej stránke dubienkový atrament s použitím octanu železnatého a čajov.

Dubienkový atrament

Vzdelávacia oblasť: ORGANICKÉ LÁTKY
Tematický celok: ORGANICKÉ LÁTKY V ŽIVÝCH ORGANIZMOCH
Téma: PRÍRODNÉ LÁTKY

Dubienka je taká tvrdá hrčka, gulička na rastline, na spodnej strane listu, alebo na konáriku, ktorá vzniká ako reakcia rastliny na dráždenie určitým druhom hmyzu. Obsahuje tanín, z ktorého po reakcii so soľou železa vzniká zlúčenina čiernej farby. Teda základ dubienkového atramentu, ktorý človek poznal a vedel si ho pripraviť už veľmi dávno.

Dubienkový atrament bol v minulosti obľúbený na písanie dôležitých historických rukopisov. Napríklad aj Sinajský kódex (zo 4. storočia), jeden z najstarších a najcennejších rukopisov na svete (najstaršia a najkompletnejšia zachovaná Biblia) bol napísaný práve týmto atramentom. Taliansky renesančný maliar, vynálezca, architekt Leonardo Da Vinci používal na svoje kresby tiež dubienkový atrament. Tento stabilný, vodeodolný a trvalý atrament bol bežný na písanie v Európe viac ako 1400 rokov. Hoci v 20. storočí jeho používanie a výroba klesli, pretože sa objavili nové modernejšie receptúry, stále existuje hŕstka výrobcov, ktorí ho vyrábajú podľa tradičných postupov. V Izraeli rovnaký atrament používajú dodnes na prepisovanie posvätných textov Tóry na pergamen.

V čom spočíva jeho tajomstvo?

Zmiešaním tanínu so zelenou skalicou vzniká vo vode rozpustný komplex trieslovín železnatých. V tomto stave je atrament schopný preniknúť medzi povrchové vlákna papiera. Keď je železnatý komplex vystavený vzduchu, premieňa sa na tanín železitý, tmavší pigment, ktorý už vo vode nie je rozpustný, a tak sa atrament na papieri stáva vodeodolným.

Ak by sme vyrobili atrament bez použitia zelenej skalice, na papieri by bol „neviditeľný“. Až po pretretí papiera hrdzavou vodou by sa atrament objavil. 

Arabská guma sa pri výrobe atramentu používa ako spojivo medzi papierom a atramentom, zahusťovadlo zmesi a zároveň spôsobuje lesk písma po jeho zaschnutí. Je dôležité použiť správne množstvo arabskej gumy, aby sa písmená neodlupovali, nepraskali ale dobre držali na podklade.

Vo väčšine historických receptov sa uvádza víno prípadne pivo ako kvapalná zložka zmesi. Dôvodom je to, že v minulosti sa víno i pivo považovali za lepšie nápoje ako voda. A čo je dobré pre človeka, je predsa aj pre atrament 😉. Zároveň pôsobili na atrament konzervačne. Pravdaže môžeme ich nahradiť destilovanou vodou a ako konzervant použiť napríklad esenciálny olej klinčeka.

Pomôcky:

chemické váhy, Petriho miska 4ks, chemická lyžička, sklená tyčinka, kadička 2ks, odmerný valec, trojnožka, sieťka, kahan alebo varič, trecia miska, filtračná aparatúra, kaligrafické pierko a papier, nádobka na atrament

Chemikálie:

dubienky, heptahydrát  síranu železnatého – zelená skalica, arabská guma, chlorid sodný, víno biele

Postup: 

  1. V trecej miske rozdrv 10g suchých dubienok na čo najmenšie kúsky, najlepšie prášok a presyp do kadičky.
  2. K dubienkovému prášku pridaj 6,4g zelenej skalice, 4g prášku arabskej gumy a 1g chloridu sodného.
  3. Zmes dôkladne premiešaj.
  4. Do druhej kadičky odmeraj 123 ml bieleho vína a priveď do varu.
  5. Vriace víno opatrne nalej do kadičky s dubienkovou zmesou a miešaj, až kým sa zelená skalica, arabská guma aj chlorid sodný nerozpustia.
  6. Zmes prelej do sklenej fľaše, zazátkuj korkovou zátkou a nechaj stáť na svetle pri laboratórnej teplote dva týždne. Každý deň zmes premiešaj krúživým pohybom.
  7. Po dvoch týždňoch zmes prefiltruj cez skladaný filter (pozri si ako poskladať skladaný filter).
  8. Prefiltrovanú zmes nalej do menšej sklenej fľašky.

TIPY:

  • Na prípravu atramentu je možné použiť akýkoľvek prírodný materiál bohatý na triesloviny – taníny, napr. orechové šupky, kôru z trnky, hlohu či granátového jablka a iné.
  • Dubienkový atrament, ktorý si vyrobíš, môžeš používať na písanie i kreslenie a šrafovanie na hodinách výtvarnej výchovy.
  • Pokiaľ atrament uskladníš v uzavretej fľaške, vydrží veľmi dlho. Pred každým použitím je potrebné ho premiešať pretrepaním.
  • Ak ti pach vína v atramente prekáža, prikvapni pár kvapiek napr. pomarančového esenciálneho oleja
  • Dubienkový atrament môžeš vyskúšať pripraviť aj s destilovanou vodou. V tomto prípade na jeho zakonzervovanie pridaj niekoľko kvapiek esenciálneho oleja klinček, alebo pár celých klinčekov.

POPREMÝŠĽAJ, VYHĽADAJ, ZISTI a POPÍŠ…

  1. Vysvetli, čo je to dubienka a aká je jej funkcia. Vyhľadaj, kde je možné dubienky nájsť.
  2. Uveď akú dôležitú chemickú látku dubienky obsahujú.
  3. Vyhľadaj, čo je to tanín a kde okrem dubienok sa nachádza.
  4. Uveď dôležité prísady dubienkového atramentu.
  5. Popremýšľaj, aká je funkcia zelenej skalice v dubienkovom atramente. Akej farby by bol atrament bez pridania zelenej skalice?
  6. Opíš na čo slúži arabská guma v atramente.
  7. Vysvetli, prečo v minulosti používali na prípravu atramentu hlavne víno a nie vodu?
  8. Popremýšľaj, aká je funkcia vína v dubienkovom atramente. Je možné nahradiť ho v tejto záležitosti niečím iným? Ak áno, uveď čím.
  9. Vysvetli, prečo bol dubienkový atramentv minulosti obľúbený na písanie dôležitých historických rukopisov. Zachovali si niektoré?
  10. Uveď, ktorý významný umelec používal dubienkový atrament pri svojej práci.
  11. Vysvetli, prečo dubienkový atrament nie je možné z papiera zmyť.
  12. Vyhľadaj či sú aj v dnešnej dobe výrobcovia dubienkového atramentu.

Ilustrácie kreslené žiakmi s použitím dubienkového atramentu do knihy Príbehy starých rodičov III.

Farebné banky – miešanie farieb

Vzdelávacia oblasť: VÝZNAMNÉ CHEMICKÉ PRVKY A ZLÚČENINY
Tematický celok: NEUTRALIZAČNÉ A REDOXNÉ REAKCIE
Téma: pH INDIKÁTORY, REDOXNÉ DEJE

„…a môžeme teraz už všetko zmiešať?“, otázka, ktorú mi často kladú všetečné deťúrence počas experimentovania na chémii 😊. V tejto lekcii to bude tak trošku dovolené, pretože budeš skúmať a miešať „farby“.

Základom experimentu bude tzv. „modrá banka“. Roztok v nej pripravíš rozpustením zadaného množstva hydroxidu sodného a glukózy vo vode. Indikátor, ktorý je v roztoku v banke najprv modrý a po pár minútach sa odfarbí, nie je pH ale redoxný indikátor. Redoxné indikátory je možné použiť okrem iného aj na vizualizáciu redukčných či oxidačných vlastností reakčnej sústavy, pretože sú schopné rýchlej a reverzibilnej zmeny farby. Na tento účel sa v tomto experimente používa chemická látka metylénová modrá, ktorú chovatelia rybičiek veľmi dobre poznajú ako prípravok proti krupičke, prípravok na dezinfekciu akvária.

V banke v reakčnej sústave prebiehajú oxidačno-redukčné reakcie. Glukóza sa v alkalickom roztoku oxiduje a metylénová modrá, pôvodne modrej farby sa redukuje na bezfarebnú formu. Ak je k dispozícii dostatok kyslíka, dochádza k reoxidácii indikátora a modrá farba roztoku opäť pretrváva. Tento krok sa dosiahne pretrepávaním banky – kyslík prítomný vo vzduchu v hornom priestore uzavretej banky sa dostane do roztoku, rozpustí sa v ňom a oxiduje metylénovú modrú späť na jej farebnú, teda modrú formu. Ako sa kyslík postupne míňa, farebná zmena je čím ďalej tým slabšia až napokon úplne ustane.

Existuje niekoľko verzií či variácií uvedeného experimentu. Napríklad ak namiesto metylénovej modrej použiješ indigokarmín, pozoruješ farebné zmeny, ktoré sú dokonca tri a pripomínajú farby semafora. Preto sa tento experiment nazýva aj „chemický semafor“.

Inou verziou tohto farebného experimentu je použitie redoxného indikátora v kombinácii s pH indikátorom. Keďže redoxná reakcia prebieha v alkalickom čiže zásaditom prostredí, pH indikátor bude na toto prostredie farebne reagovať. Ako pH indikátor môžeš použiť niektorý z prírodných výluhov rastlín (lekcia Farebná škála hodnôt pH niektorých prírodných pH indikátorov), alebo fenolftaleín, syntetický pH indikátor.

Pomôcky:

guľatá banka, gumená zátka, sklenená tyčinka, lyžička, váhy, pipeta/striekačka, kadičky, hodinové sklíčko

Chemikálie:

výluh z vianočnej ruže/červenej kapusty/kurkumy, voda, metylénová modrá, fenolftaleín

Postup: 

  1. Rastlinný výluh z vianočnej ruže/červenej kapusty/kurkumy pripravíš podľa postupu v uvedenej lekcii Farebná škála hodnôt pH niektorých prírodných pH indikátorov
  2. Do guľatej banky s objemom 100ml nalej minimálne do 2/3 vodu.
  3. Vo vode v guľatej banke rozpusti 2g NaOH.
  4. Do roztoku kvapni pár kvapiek jedného pH indikátora, zamiešaj a pozoruj farbu/farebnú zmenu indikátora v zásaditom roztoku.
  5. Do roztoku v guľatej banke pridaj 2g glukózy, miešaj až kým sa glukóza nerozpustí.
  6. Do roztoku pridaj pár kvapiek metylénovej modrej, zamiešaj.
  7. Banku zazátkuj gumenou zátkou a pozoruj sfarbenie/farebnú zmenu roztoku
    – ihneď po zamiešaní 
    – a po pár minútach.
  8. Keď sa farba roztoku zmení, obsah banky intenzívne zamiešaj pretrepaním a opäť pozoruj sfarbenie.
  9. Postup zopakuj s ďalšími pH indikátormi.
  10. Všetky farebné zmeny zaznamenaj (zakresli alebo zapíš) do tabuľky.

Tabuľka farebných zmien skúmaného roztoku v banke

Podľa vopred pripravených farebných stupníc prírodných pH indikátorov (lekcia Farebná škála hodnôt pH niektorých prírodných pH indikátorov) vieš predpokladať sfarbenie použitého indikátora v zásaditom prostredí. Keďže pH roztoku v banke sa počas priebehu redoxnej reakcie nemení, zostáva zásadité, nemení sa ani sfarbenie pH indikátora. Čo sa ale mení je farba redoxného indikátora metylénová modrá – na začiatku (v oxidovanej forme) je modrý a po čase (keď dôjde k jeho redukcii) sa stáva bezfarebným. A to má vplyv na výslednú farbu roztoku v banke. Pretože ak zmiešame dve rôzne farby, vznikne tretia, no ak jednu z nich odoberieme preč, ostane len jedna pôvodná farba. Najlepšie graficky znázornené miešanie farieb predstavuje Harrisovo farebné koleso (Moses Harris, The Natural System of Colours, 1776), ktoré v jednoduchšej verzii používajú výtvarníci dodnes. Obsahuje tri základné farby (v trojuholníku), ktorých kombináciou vznikajú farby sekundárne (šesťuholník) a ďalším miešaním až terciárne farby (kruh).

TIPY:

  • V experimente môžeš vyskúšať aj iné prírodné či syntetické pH indikátory
  • Od množstva pridaného indikátora závisí intenzita sfarbenia roztoku a následne aj sýtosť či farebný odtieň farby roztoku po zmiešaní indikátorov.
  • Množstvo hydroxidu sodného a glukózy (po 2g na 100ml vody) je pre daný objem vody stanovené tak, aby reakcia neprebiehala príliš rýchlo ale ani príliš pomaly. Môžeš vyskúšať zmeniť toto množstvo a zistiť aký vplyv to má na rýchlosť chemickej reakcie.

POPREMÝŠĽAJ, VYHĽADAJ, ZISTI a POPÍŠ…

  1. Popremýšľaj aký je rozdiel medzi pH a redoxným indikátorom a čo majú spoločné.
  2. Vymenuj pH indikátory ktoré poznáš.
  3. Uveď aký je názov redoxného indikátora, ktorý si použil v experimente „Farebná banka“.
  4. Vyhľadaj kde inde bežne sa táto chemická látka využíva a prečo.
  5. Opíš k akej farebnej zmene dôjde v roztoku v banke počas redoxnej reakcii, ak pridáš len indikátor metylénovú modrú? Pokús sa vysvetliť, prečo sa tak stane.
  6. Uveď aké je pH skúmaného roztoku v banke a čím je spôsobené.
  7. Glukózu si do roztoku pridával až po nakvapkaní pH indikátora. Mala glukóza vplyv na pH roztoku? Opíš ako si túto skutočnosť zistil.
  8. Uveď sfarbenie jednotlivých pH indikátorov (tak ako si si to zaznačil v tabuľke) po pridaní do roztoku v banke.
  9. Opíš farebné zmeny v roztoku, ktorý už obsahuje pH indikátor po pridaní metylénovej modrej (ako si si to zaznačil v tabuľke).
  10. Porozmýšľaj prečo došlo po niekoľkých minútach k zmene farby roztoku.
  11. Uveď či je spomenutá zmena farby stála, alebo môžeš farbu roztoku vrátiť?
  12. Opíš akú úlohu zohráva v experimente kyslík.
  13. Uveď prečo je potrebné banku počas priebehu chemickej reakcie v nej uzavrieť gumenou zátkou.
  14. Popremýšľaj keby bude reakcia v banke definitívne ukončená a viac nedôjde k farebnej zmene.
  15. Pokús sa zistiť viac informácií o Mosesovi Harrisovi, ktorý je tvorca farebného kolesa.
  16. Opíš ako sa podľa tohto farebného diagramu (farebného kolesa) dajú miešať farby.
  17. Popíš ako sa podarilo tebe počas experimentu namiešať farby v bankách.
  18. Pokús sa všeobecne opísať oxidačno-redukčnú reakciu, čo je jej princípom.

Žiaci chemického krúžku Kremík

Zmizík alebo pozitív a negatív

Vzdelávacia oblasť: VÝZNAMNÉ CHEMICKÉ PRVKY A ZLÚČENINY
Tematický celok: NEUTRALIZAČNÉ A REDOXNÉ REAKCIE
Téma: pH INDIKÁTORY, NEUTRALIZÁCIA

Počas skúmania farebných zmien prírodných pH indikátorov pri zmene pH prostredia (lekcia Farebná škála hodnôt pH niektorých prírodných pH indikátorov) si si mohol všimnúť jeden zaujímavý fakt. Výluh z kurkumy, ktorá obsahuje prírodné pH citlivé žlto-oranžové farbivo kurkumín, zmenil farbu na oranžovú až oranžovočervenú v zásaditom prostredí. V neutrálnom a kyslom prostredí ostal v odtieňoch žltej.  

V ďalšom experimente si papier natrel výluhom z prírodných pH indikátorov (lekcia Pop art s prírodným pH indikátorom). Použitý papier bol pH neutrálny, čo dokazovala aj farba prírodných pH indikátorov. Bolo to tak aj v prípade kurkumy, papier ňou natretý ostal žltý.

Skúška maľovania roztokmi s rôznym pH na vzorku papiera natretého výluhom z kurkumy ukázala a dokázala, že pH farebná škála kurkumy je len dvojfarebná – žltá a oranžová, s jemnými odtieňmi týchto dvoch farieb.

Čo sa stane, ak na papier natretý výluhom z kurkumy nanesieš nasýtený roztok pracej sódy a následne cez vrstvu pracej sódy prejdeš štetcom namočeným v citrónovej šťave?

Pracia sóda spôsobí zmenu farby indikátora pripraveného z kurkumy na oranžovú (obrázok č. 4 a 5), ale po potretí citrónovou šťavou sa oranžová farba zmení opäť na žltú (obrázok č. 6 a 7).

Pozri si nasledovné video:

Pracia sóda reaguje s kyselinou citrónovou, vzniká soľ kyseliny citrónovej, voda a plyn, ktorý spôsobuje bublinkovanie. Prebiehajúcu chemickú reakciu zapíšeš takto:

C3H5O(COOH)3 + Na2CO3C3H5O(COONa)3+ CO2 + H2O
kyselina citrónovásoľ kyseliny citrónovej

Pokiaľ je pridanej kyseliny citrónovej nadbytok, prostredie sa zmení na kyslé a to indikuje aj pH indikátor zmenou farby.

Táto zmena farby na papieri pripomína zmizík – žltý papier (pôvodná farba podkladu) „nafarbíš“ na oranžovo a potom akoby zmizíkom maľuješ do oranžovej plochy žltý obrázok.

Ak k tomu pridáš „maľovanie oranžovou farbou“, môžeš veľmi jednoducho za pomoci chémie spracovať napríklad výtvarnú tému narábania s pozitívom a negatívom tvaru – figúra a pozadie v plošnom zobrazení.

Pomôcky:

kadička/pohárik 2ks, sklená tyčinka/palička na miešanie, čajová lyžička, štetce tenšie 2ks, štetec plochý väčší, papier

Chemikálie:

výluh z kurkumy, pracia sóda (uhličitan sodný), citrónová šťava/citrón

Postup: 

1. Príprava rastlinného výluhu (rastlinného pH indikátora):

  • 1 čajovú lyžičku kurkumy vsyp do hrnčeka a zalej približne 1dcl vody. 
  • Zmes zohrej až do varu a chvíľu povar. Nechaj vychladnúť a odstáť aspoň 1 hodinu, a potom prefiltruj cez gázu alebo sitko do čistej fľašky.

2. Vychladnutým výluhom ponatieraj hárok papiera a nechaj poriadne vysušiť.

3. Do 2 kadičiek priprav po 50ml

  • nasýtený roztok pracej sódy
  • koncentrovanú citrónovú šťavu

4. Polovicu papiera, na ktorom je nanesený pH indikátor natri nasýteným roztok pracej sódy a nechaj vysušiť.

5. Na druhú polovicu papiera namaľuj pripravený obrázok (polku obrázka) tiež pomocou pracej sódy.

6. Obrázok (druhú polku obrázka) domaľuj citrónovou šťavou do časti natretej roztokom pracej sódy.

TIPY:

  • K navráteniu žltej farby indikátora je potrebný nadbytok kyseliny, preto ťahy štetcom namočeným v citrónovej šťave opakuj na tom istom mieste aj viackrát
  • Vhodný papier k tejto práci je tvrdší kresliaci kartón alebo akvarelový papier vyššej gramáže
  • Papier môžeš výluhom z kurkumy natrieť aj vo viacerých vrstvách
  • K rýchlejšiemu vysušeniu papiera použi fén.
  • Nenanášaj roztok pracej sódy ani citrónovú šťavu, pokiaľ nie je papier celkom suchý.

POPREMÝŠĽAJ, VYHĽADAJ, ZISTI a POPÍŠ…

  1. Uveď aká je farba prírodného pH indikátora pripraveného z kurkumy.
  2. Opíš farebnú stupnicu pH prírodného pH indikátora z kurkumy.
  3. Vysvetli, prečo papier natretý výluhom z kurkumy ostane žltý.
  4. Opíš ako sa zmení farba tohto papiera po nanesení nasýteného roztoku pracej sódy. Vysvetli prečo.
  5. Opíš, čo sa stane, keď po mieste na tomto papieri, ktoré je potreté roztokom pracej sódy prejdeš štetcom namočeným v citrónovej šťave.
  6. Ak tento proces pozoruješ pod mikroskopom, určite si všimneš tvorbu bubliniek. Akým plynom sú bublinky naplnené? Vysvetli príčinu ich vzniku.
  7. Uveď ako sa nazýva reakcia kyseliny so zásadou, počas ktorej vzniká soľ a voda.
  8. Uveď ktorá chemická látka je v danom experimente kyselinou a ktorá zásadou. Uveď presný chemický názov zásady.
  9. Chemickú reakciu z experimentu zapíšeš nasledovnou chemickou rovnicou, ktorú treba vyrovnať:

    C3H5O(COOH)3 + Na2CO3 → C3H5O(COONa)3 + CO2 + H2O

  10. Kyselina citrónová patrí k organickým kyselinám. Napíš chemickú rovnicu, ak by si namiesto kyseliny citrónovej použil anorganickú kyselinu sírovú. Chemickú rovnicu vyrovnaj a pomenuj vzniknutú soľ.

Pop art s prírodným pH indikátorom

Vzdelávacia oblasť: VÝZNAMNÉ CHEMICKÉ PRVKY A ZLÚČENINY
Tematický celok: NEUTRALIZAČNÉ A REDOXNÉ REAKCIE
Téma: pH INDIKÁTORY

Keď počuješ slovo pop art, pravdepodobne sa ti vybavia obrazy od Andyho Warhola. Hoci toto umelecké hnutie začalo v polovici 50. rokov 20. storočia v Anglicku, o niekoľko rokov neskôr sa uchytilo aj za Atlantikom v Spojených štátoch. A práve Andy Warhol, syn slovenských prisťahovalcov predstavuje jednu, ak nie najvýznamnejšiu osobnosť pop artu.

Slovo „pop-art“ je odvodené z anglického slovného spojenia popular art – populárne umenie, umenie lacné, konzumné, sériovo produkované. Pop Artisti prijali skutočnosť, že ich obrazy môžu byť masovo vyrábané, ľahko dostupné, spotrebné a prechodné. Kópia má väčší spoločenský význam ako originál, pretože ju kupujúci môže kedykoľvek vlastniť a užívať si ju (spisovateľ Walter Benjamin). Jedinečnosť bola opustená a nahradená hromadnou výrobou. Bola to reakcia umeleckého sveta na vzostup možností zábavy, trávenia času (televízia, hry,…) Umenie v tej dobe čelilo veru tvrdej konkurencii. 

Najobľúbenejšou technikou sa stala sieťotlač, ktorá umožnila jednoduché a variabilné rozmnožovanie a mnohonásobné opakovanie jedného motívu. Andy Warhol vytvoril touto technikou sériu rôznorodých variantov toho istého obrazu replikovaného v rôznych farbách.

Tento prechodný, spotrebný a očarujúci štýl dodnes inšpiruje mnohých umelcov.

A môže inšpirovať i teba, chemika. Len použiješ netradičný materiál k výtvarnému tvoreniu. Pomocou rôznych pH indikátorov, ktoré si vieš sám pripraviť a roztokov s rôznym pH  vytvoríš sériu obrázkov s jedným motívom ale so zmenenou farbou.

pH indikátory, ktoré použiješ, si pripravíš z rastlín vianočná ruža, červená kapusta, cvikla a kurkuma. Ako na to sa dozvieš v lekcii Farebná škála hodnôt pH niektorých prírodných pH indikátorov. Experimentovať môžeš aj s inými prírodnými či syntetickými pH indikátormi podľa toho, čo máš práve k dispozícii.

Pomôcky:

kadička/pohárik 4ks, sklená tyčinka/palička na miešanie, čajová lyžička, štetce tenšie 4ks, štetec plochý väčší, papier

Chemikálie:

výluh z červených listeňov vianočnej ruže/surovej cvikle/listov surovej červenej kapusty/kurkumy, pracia sóda (uhličitan sodný), sóda bikarbóna (hydrogenuhličitan sodný), ocot (kyselina octová 8%), citrónová šťava/citrón, univerzálne indikátorové pH papieriky 

Postup: 

1. Príprava rastlinného výluhu (rastlinného pH indikátora):

  • Červené listene jednej vianočnej ruže natrhaj na menšie kúsky, vlož ich do hrnčeka a zalej približne 1dcl vody. 
  • Rovnaký postup zopakuj s červenou kapustou – natrhaj 2-3 listy.
  • Cviklu nastrúhaj alebo nakrájaj na menšie kúsky
  • Kurkumového prášku postačí pridať jednu čajovú lyžičku
  • Zmes zohrej až do varu a chvíľu povar. Nechaj vychladnúť a odstáť aspoň 1 hodinu, a potom prefiltruj cez gázu alebo sitko do čistej fľašky.

2. Vychladnutým rastlinným výluhom ponatieraj hárok papiera (každým výluhom nový papier). Priprav si aj menšie hárky papiera, ktoré použiješ ako vzorky. Papiere nechaj poriadne vysušiť.

3. Do 4 kadičiek priprav po 100ml štyroch roztokov s rôznym pH

  • nasýtený roztok pracej sódy
  • nasýtený roztok sódy bikarbóny
  • kuchynský ocot
  • koncentrovaná citrónová šťava

pH pripravených roztokov skontroluj pomocou univerzálneho indikátorového pH papierika.

4. Na vopred pripravené menšie hárky – vzorky papiera, na ktorých sú nanesené pH indikátory vyskúšaj štetcom ponoreným v roztokoch s rôznym pH spraviť pár ťahov. Takto zistíš farebnú zmenu pH indikátora v závislosti od pH roztoku, ktorý nanášaš.

5. Keď si už zistil, ako vieš docieliť farby a farebné kombinácie na každom hárku papiera, na ktorom je nanesený pH indikátor, môžeš sa pustiť do maľovania obrázka v štýle pop artu.

TIPY:

  • Vyššie uvedené štyri rastlinné pH indikátory som zvolila kvôli jasne viditeľnej zmene farby v kyslom a zásaditom prostredí. Môžeš však preskúmať aj iné rastlinky ako pH indikátory – hroznovú šťavu, cibuľu, šupky červených jabĺk, broskyne, hrušky, slivky, reďkovky alebo zemiak.
  • Ako kyslé a zásadité roztoky s rôznym pH môžeš použiť aj iné chemické látky – napr. rôzne domáce prostriedky na umývanie/čistenie alebo kvapalné potraviny, nápoje (vhodné je, aby boli bezfarebné).
  • Na výtvarnú tvorbu môžeš použiť akýkoľvek papier, ale odporúčam kresliaci kartón vyššej gramáže alebo akvarelový papier – nepremočia sa tak ľahko počas nanášania kvapalného výluhu
  • Výluh z rastliny (pH indikátor) odporúčam naniesť v niekoľkých vrstvách (kvôli jasnejším výsledným farebným zmenám)
  • Je dobré, aby si pre každý roztok s rozdielnym pH použil iný, nový štetec

POPREMÝŠĽAJ, VYHĽADAJ, ZISTI a POPÍŠ…

  1. Uveď kto bol významným predstaviteľom pop artu a aký je jeho pôvod.
  2. Vyhľadaj kde sa nachádza Múzeum moderného umenia Andy Warhola na Slovensku.
  3. Pokús sa opísať diela pop artistov a nájdi podobnosť s výtvarnou prácou realizovanou v tejto lekcii.
  4. Opíš princíp fungovania prírodného pH indikátora.
  5. Vysvetli ako by si vyššie opísaný jav mohol využiť vo výtvarnej pop art práci?
  6. Bežným výtvarným materiálom bývajú zväčša farby vodové, temperové, akrylové, olejové… Vysvetli aké farby si použil ty ako chemik?

Farebná škála hodnôt pH niektorých prírodných pH indikátorov

Vzdelávacia oblasť: VÝZNAMNÉ CHEMICKÉ PRVKY A ZLÚČENINY
Tematický celok: NEUTRALIZAČNÉ A REDOXNÉ REAKCIE
Téma: pH INDIKÁTORY

Určite poznáš aspoň jeden rastlinný pH indikátor, ktorý mení svoje sfarbenie v závislosti od kyslosti či zásaditosti skúmaného prostredia. O látke, pigmente, ktorý sa nachádza v rastlinke a je príčinou tejto farebnej zmeny, pretože je citlivý na pH, som písala viac v lekcii Prírodný pH indikátor.

Podľa inštrukcií v tejto lekcii pripravíš svoje vlastné farebné škály pH stupnice troch rôznych rastlín, ktoré obsahujú antokyány a jednej rastliny, ktorá obsahuje inú pH citlivú chemickú látku. Tieto farebné pH stupnice môžu v budúcnosti slúžiť ako referenčné pri určovaní pH skúmanej vzorky v prípade ak použiješ opäť jeden z daných štyroch rastlinných pH indikátorov. Alebo ich môžeš zaujímavo využiť vo výtvarnom tvorení (viac v lekciách Pop art s prírodným pH indikátorom, Zmizík alebo pozitív a negatív a Farebné banky.

Prvou rastlinkou je u nás dobre známa a obľúbená vianočná ruža. Červené sfarbenie jej vrcholových listov, listeňov spôsobujú práve antokyány. Vianočná ruža pochádza zo Strednej Ameriky, z oblasti južného Mexika. Poznali ju už starovekí Aztékovia, ktorí z nej pripravovali farbivo na textil i do kozmetiky, a dokonca vedeli z nej vyrobiť aj liek proti horúčke. Vianočná ruža kvitne v zime, v mesiacoch november a december a jej listene svojim tvarom a usporiadaním pripomínajú hviezdu. Vo svojej domovine má dostatok slnka, a preto je dobré ju pestovať na presvetlenom mieste.

Druhá rastlina, cvikla, má antokyány sústredené v podzemnej koreňovej časti. Aj vďaka obsahu týchto farbív (plus iných dôležitých živín, prvkov, vitamínov) by mala byť cvikla samozrejmou súčasťou nášho jedálnička. Antokyány z cvikle zabraňujú totiž krehnutiu ciev, spevňujú stenu vlásočníc. Prvé záznamy o cvikle sú staré asi 3 000 rokov a pochádzajú z Babylonie. Bola známa aj v starom Ríme, kde ju bohato využívali, jednak ako jedlo, ale najmä ako liek.

Myslím že tretiu rastlinu poznáš najlepšie, pretože je najbežnejšie používaným prírodným pH indikátorom – červená kapusta. Keďže jej listy obsahujú antokyány, rastlina môže meniť farbu podľa hodnoty pH pôdy, v ktorej rastie. V kyslých pôdach rastú listy viac červenkasté, v neutrálnych pôdach budú fialovejšie, zatiaľ čo v zásaditej pôde sa vytvoria kapustné hlávky so zelenožltými listami. To vysvetľuje skutočnosť, že tá istá rastlina je v rôznych oblastiach známa rôznymi farbami.

Posledná rastlina, ktorú môžeš použiť ako pH indikátor je kurkuma. V pakoreňoch tejto trvácej tropickej rastliny sa nachádza kurkumín, prírodné pH citlivé žlto-oranžové farbivo. Sušené pakorene kurkumy sa melú na jemný prášok, ktorý sa používa ako korenie, dochucovadlo jedál alebo aj potravinárske farbivo.

Ako pripravíš výluh z vianočnej ruže, ktorý bude slúžiť ako pH indikátor, si môžeš pozrieť v nasledovnom videu.

Výluhy ďalších rastlín pripravíš obdobne.

Pomôcky:

kadička alebo varný hrnček, sklená tyčinka/palička na miešanie, čajová lyžička, varič, banka/fľaška, gáza/sitko, 7 kadičiek/pohárov, 4 sady po 7 malých sklených fľaštičiek alebo skúmaviek, pipeta/striekačka

Chemikálie:

vianočná ruža s červenými listeňmi/surová cvikla/surová červená kapusta/kurkuma prášok, voda z vodovodu, destilovaná voda, pracia sóda (uhličitan sodný), sóda bikarbóna (hydrogenuhličitan sodný), ocot (kyselina octová 8%), citrónová šťava, univerzálne indikátorové pH papieriky

Postup:

1. Príprava rastlinného výluhu:

  • Červené listene jednej vianočnej ruže natrhaj na menšie kúsky, vlož ich do hrnčeka a zalej približne 1dcl vody.
  • Rovnaký postup zopakuj s červenou kapustou – natrhaj 2-3 listy.
  • Cviklu nastrúhaj alebo nakrájaj na menšie kúsky
  • Kurkumového prášku postačí pridať jednu čajovú lyžičku
  • Zmes zohrej až do varu a chvíľu povar. Nechaj vychladnúť a odstáť aspoň 1 hodinu, a potom prefiltruj cez gázu alebo sitko do čistej fľašky.

2. Do siedmich kadičiek/pohárov priprav zásobné roztoky s rôznym pH:

  • 1. kadička – nasýtený roztok pracej sódy
  • 2. kadička – nasýtený roztok pracej sódy zriedený vodu 1:5 (túto vzorku môžeš ale nemusíš vynechať)
  • 3. kadička – nasýtený roztok sódy bikarbóny
  • 4. kadička – voda z vodovodu
  • 5. kadička – destilovaná voda
  • 6. kadička – ocot (8% kyselina octová)
  • 7. kadička – koncentrovaná citrónová šťava

Pokiaľ máš k dispozícii kyselinu chlorovodíkovú alebo kyselinu sírovú, môžeš ju použiť ako zásobný roztok č.7 namiesto citrónovej šťavy.

3. Pomocou univerzálnych indikátorových papierikov zisti pH pripraveného roztoku

V každej kadičke (ak máš k dispozícii digitálny pH meter, odmeraj pH roztokov pomocou neho).

Hodnoty pH pripravených vzoriek zistené pomocou univerzálnych indikátorových pH papierikov

4. Pripravené zásobné roztoky s rôznym pH ponalievaj postupne do 4 sád malých fľaštičiek (približne do polovice objemu fľaštičky) a zoraď ich podľa vzrastajúcej nameranej hodnoty pH.

5. Do každej fľaštičky v prvej sade kvapni pomocou pipety niekoľko kvapiek (tak, aby sa vzorka jasne sfarbila) výluhu z vianočnej ruže.

Farebná škála pH stupnice indikátora z vianočnej ruže

6. Do každej fľaštičky v druhej sade kvapni pomocou pipety niekoľko kvapiek (tak, aby sa vzorka jasne sfarbila) výluhu z cvikle.

Farebná škála pH stupnice indikátora z cvikle

7. Do každej fľaštičky v tretej sade kvapni pomocou pipety niekoľko kvapiek (tak, aby sa vzorka jasne sfarbila) výluhu z červenej kapusty

Farebná škála pH stupnice indikátora z červenej kapusty

8. Do každej fľaštičky v štvrtej sade kvapni pomocou pipety niekoľko kvapiek (tak, aby sa vzorka jasne sfarbila) výluhu z kurkumy

Farebná škála pH stupnice indikátora z kurkumy

Vytvorené farebné stupnice každého skúmaného prírodného pH indikátora si odfotografuj, dopíš hodnoty pH (zistené pomocou pH univerzálneho indikátorového papierika) a takto uchovaj pre budúcnosť.

TIPY:

  • Vyššie uvedené štyri rastlinné pH indikátory som zvolila kvôli jasne viditeľnej zmene farby v kyslom a zásaditom prostredí. Môžeš však preskúmať využitie aj iných rastliniek ako pH indikátorov – hroznovú šťavu, cibuľu, šupky červených jabĺk, broskyne, hrušky, slivky, reďkovky alebo zemiak.
  • Roztoky s rôznym pH môžeš pripraviť zo sódy bikarbóny (zásadité) a kuchynského octu (kyslé) ich postupným riedením. Ako na to, nájdeš v lekcii Prírodný pH indikátor.
  • Pokiaľ si chceš vytvoriť presnejšiu farebnú stupnicu pH prírodného indikátora so všetkými hodnotami pH, musíš sa pohrať s riedením roztokov a ich pH merať najlepšie digitálnym pH metrom.
  • Uložené farebné pH stupnice s uvedenými pH hodnotami môžeš v budúcnosti použiť napríklad pri zisťovaní pH rôznych látok a prípravkov v domácnosti

POPREMÝŠĽAJ, VYHĽADAJ, ZISTI a POPÍŠ…

  1. Uveď, ktoré chemické látky prítomné v rastlinách spôsobujú farebnú zmenu v závislosti od pH prostredia.
  2. Zisti, či tieto chemické látky sú dôležité pre rastlinku alebo človeka aj iným spôsobom. Uveď ako.
  3. Vyhľadaj, čo je to kurkumín, kde sa nachádza, akej farby je…
  4. Je možné farebnú zmenu pozorovať aj na samotnej rastlinke v jej prirodzenom prostredí, kde rastie, žije, ak pH prostredia, napríklad pôdy sa mení?
  5. Uveď, odkiaľ pochádza vianočná ruža. Na čo sa používala v minulosti?
  6. Uveď odkiaľ pochádza cvikla. Prečo je dôležité aby bola zaradená v našom jedálničku?
  7. Uveď z čoho sa pripravuje kurkumové korenie a zisti jeho chuť, vôňu.
  8. Opíš, akým spôsobom pripravíš nasýtený roztok. Uveď, čo nasýtený roztok je.
  9. Vyhľadaj, kde v domácnosti môžeš použiť kyselinu chlorovodíkovú.
  10. Napíš chemický vzorec a chemický názov sódy bikarbóny aj pracej sódy.
  11. Opíš farebné stupnice prírodných indikátorov, ktoré si pripravil. Ktorá z rastlín poskytla najviditeľnejšie farebné zmeny v závislosti od pH prostredia?
  12. Popremýšľaj, na čo ďalej môžeš použiť pripravené farebné stupnice pH skúmaných rastlinných indikátorov?