Určenie kyslosti a zásaditosti roztokov pomocou indikátora z červenej kapusty

CHÉMIA NÁS ŽIVÍ / KYSELINY A ZÁSADY V KUCHYNI

Určenie kyslosti a zásaditosti roztokov pomocou indikátora z červenej kapusty

Pomôcky a chemikálie:

Väčšia kadička (hrniec), varič, lyžička, skúmavky (príp. úzke fľaštičky, napr. od liekov), stojan na skúmavky.

Červená kapusta, voda, hydrogenuhličitan sodný (NaHCO₃) – sóda bikarbóna, 8 % roztok kyseliny octovej (CH₃COOH) – ocot (príp. soľ, cukor, víno, sóda, sirup, pivo, ovocná šťava, kyslé mlieko).

Postup práce:

a) Príprava indikátora pH

List červenej kapusty natrháme na kúsky a vylúhujeme ho v 100 cm³ horúcej vody (prípadne krátko povaríme). Zmes necháme vychladnúť a opatrne zlejeme.

b) Meranie kyslosti

Do skúmavky s 5 cm³ vody pridáme lyžičku hydrogenuhličitanu sodného (sódy bikarbóny). V druhej skúmavke si pripravíme asi 5 cm³ 8 % vodného roztoku kyseliny octovej (octu). Potom do obidvoch skúmaviek pridáme asi 1 cm³ výluhu červenej kapusty. Pozorujeme zmeny sfarbenia roztokov.

Pozorovanie a vysvetlenie:

Po pridaní indikátora z červenej kapusty sa obsah prvej skúmavky s hydrogenuhličitanom sodným sfarbil na modro a obsah druhej skúmavky s roztokom kyseliny octovej sa sfarbil na červeno.

Červená kapusta obsahuje zmes organických farbív – antokyanínov. Z chemického hľadiska sú to diglykozidy antokyanidínov. Antokyanidíny by sa všeobecne dali vyjadriť vzorcom:

V polohe 2 je substituovaný fenol, polyfenol alebo fenoléter (R₁, R₂ môžu byť H, OH, OCH₃). Keďže sú to diglykozidy, dve z hydroxylových skupín vytvárajú glykozidickú väzbu s cukrom (R). V molekulách antokyanínov sa môže nachádzať glukóza, ramnóza, galaktóza ale aj iné cukry. Farebnosť všetkých antokyanínov je podmienená prítomnosťou systému konjugovaných dvojitých väzieb vo všetkých troch aromatických kruhoch. Sú to prirodzené acidobázické indikátory. Ich farba závisí od pH. V kyslých roztokoch sa vyskytujú ako kladne nabité katióny. Tieto pohlcujú žiarenie v oblasti viditeľného svetla s maximom v rozmedzí 480 až 550 nm. So zvyšovaním pH sa katióny začnú meniť na základe reakcie s vodou na formu pseudobázy. Preruší sa systém konjugovaných dvojitých väzieb v strednom kruhu. V dôsledku toho sa absorpcia žiarenia posúva z viditeľnej oblasti svetla prevažne do ultrafialovej oblasti.

Z látok bežných v každej domácnosti (sódy bikarbóny, octu a pod.) môžeme pripraviť roztoky s rôznou hodnotou pH. Farba indikátora sa teda mení podľa kyslosti a zásaditosti prostredia. V silne kyslom roztoku je farba červená (pohltené je žiarenie s vlnovou dĺžkou 400 – 440 nm), kým v silne zásaditom je farba až modrozelená (pohlcuje sa žiarenie 600 – 700 nm).

Keďže sóda bikarbóna bežne používaná v kuchyni je vlastne hydrogenuhličitan sodný (NaHCO₃) a teda je soľou, ktorá vzniká reakciou slabej kyseliny (H₂CO₃) a silnej zásady (NaOH), jej vodný roztok má zásaditú povahu a indikátor z červenej kapusty sa farbí na modro. Naopak kuchynský ocot je vlastne roztok kyseliny octovej (CH₃COOH) a teda má kyslú povahu a farbí indikátor na červeno.

Poznámka:

Pre zaujímavosť je možné vykonať podobný pokus s inými roztokmi bežne používanými v kuchyni, ako sú napr. roztok kuchynskej soli (NaCl), víno, sóda, sirup, pivo, ovocná šťava, kyslé mlieko a pod.