Природные индикаторы.

Лабораторная  работа.

Необходимое оборудование и материалы (перечень оборудования и материалов, необходимых для проведения эксперимента): цифровая лаборатория с датчиками рН и температуры, пробирки, штатив для пробирок, баночки с растворами и реактивами. 

Цели и задачи исследования:  

- Определение (формулировка главной цели лабораторной работы): познакомить учащихся с природными индикаторами и цифровой лабораторией.

- Исследование (перечень задач, которые планируется решить в ходе лабораторной работы): научить правилам обращения с реактивами, работе с датчиками цифровой лаборатории и фиксированию результатов исследования.

Краткое содержание работы:  

- Описание  хода эксперимента (например, наблюдение, эксперимент, анализ данных): эксперименты с природными индикаторами.  

- Обоснование выбора исследований и их значимость для понимания (указать соответствующую научную область):   исследования выбраны по принципу «от простого и зрелищного — к сложному и прикладному».

Исследование Обоснование выбора Научная область и формируемые понятия

1. Исследование сока краснокочанной капусты.

• Приготовление экстракта.

• Тестирование на растворах лимонной кислоты, пищевой соды, мыла. Базовое, фундаментальное. Сок содержит смесь антоцианов — пигментов, меняющих цвет в зависимости от pH. Это классический, яркий и надежный природный индикатор. Позволяет ввести ключевое понятие «pH-индикатор». Химия, биохимия растений.

• Кислоты и основания (щелочи).

• pH и кислотность среды.

• Пигменты растений и их свойства.

2. Исследование отвара чая (каркаде).

• Наблюдение изменения цвета при добавлении лимона или соды. Бытовое, связывающее науку с повседневностью. Каркаде (гибискус) также содержит антоцианы. Исследование показывает, что индикаторы окружают нас в быту. Укрепляет понимание, полученное в первом опыте. Химия, товароведение.

• Бытовые кислоты и щелочи.

• Принцип универсальности природных индикаторов.

3. Исследование пигментов ярких лепестков или ягод (например, васильки, черника).

• Измельчение и тестирование в разных средах. Исследовательское, вариативное. Позволяет участникам самостоятельно выбрать объект и предсказать результат на основе аналогии с капустой. Развивает навыки научного прогноза и сравнения. Биология растений, экологическая химия.

• Разнообразие растительных пигментов.

• Клеточный сок и его функции.

• Научный метод: гипотеза → эксперимент.

4. Качественная реакция наворотки (сока) свеклы с кислотой и щелочью. Контрастное, расширяющее представления. Свекла содержит беталины, которые не являются pH-индикаторами в классическом смысле (меняют цвет необратимо при сильной щелочи). Этот опыт важен для понимания, что не все яркие пигменты — индикаторы, и учит критически оценивать результаты. Биохимия, аналитическая химия.

• Специфичность химических реакций.

• Классы пигментов (антоцианы vs. беталины).

• Важность контрольного эксперимента.

Методические указания по выполнению работы:  

- Подробное руководство по этапам проведения эксперимента, включая безопасные практики и правильное обращение с оборудованием.  

Правила безопасности и обращения с оборудованием:

Все работы с растворами проводятся в защитных очках и перчатках. Даже слабые кислоты и щелочи могут вызвать раздражение при попадании в глаза или на чувствительную кожу.

Запрещается пробовать на вкус любые реактивы и полученные растворы, даже если они являются пищевыми продуктами (после химических реакций они могут быть небезопасны!).

Аккуратность: Не размахивать пробирками, не толкаться. Пролитые жидкости немедленно вытирать бумажными полотенцами.

Правильная утилизация: Все отходы (особенно растительные остатки и растворы) сливаются в специальную емкость, а не в раковину, если она не предназначена для химических отходов. Перчатки выбрасываются в мусор.

Чистота: После эксперимента все оборудование тщательно моется. Рабочее место остается чистым.

Этапы проведения:

Этап 1: Введение и проблематизация. 

Этап 2: Объяснение pH и представление цифрового детектива. 

Этап 3: Калибровка цветовой шкалы с помощью датчика. 

Учитель проводит у доски, показания датчика проецируются.

Этап 4: Практическая работа в группах.

Задача для групп: «Используя готовую цветовую шкалу, определите характер трех неизвестных растворов (A, B, C) у вас на столах. Сначала проведите цветную реакцию, затем сравните с ключом и запишите ваш вердикт: кислый, нейтральный или щелочной».

Участники быстро капают индикатор в лотки и сверяют цвета с таблицей на экране.

Этап 5: Цифровая верификация и выводы.

Научные выводы:  

- Презентация результатов исследования: интерактивная демонстрация «Угадай pH».

-  Значимость  полученных данных для дальнейших исследований в данной области:

Рефлексия (форма, продукт):  теоретическая - заполнение таблицы, эмоциональная – выбор смайла с эмоциями.

Информ  - релиз по итогу работы в лаборатории

(план выступления)

Представиться 

Актуальность исследования 

Результаты (краткое описание полученных данных)

Выводы (кратко): 

 - Основные выводы, которые вы сделали в ходе работы в лаборатории.

 - Применение результатов в реальной жизни.