Nghiên cứu Điều chế chất chỉ thị màu từ rau, củ, quả Ứng dụng Để xác Định ph trong thực hành hóa học thpt

Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình điều chế dung dịch chỉ thị từ hỗn hợp nho đen, dâu tằm, đỗ đen.. - Chế tạo giấy pH từ dung dịch chỉ thị chiết x

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

KHOA HÓA HỌC -000 -

CAO THỊ THUÝ HỒNG NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ CHẤT CHỈ THỊ MÀU

TỪ RAU, CỦ, QUẢ ỨNG DỤNG ĐỂ XÁC ĐỊNH

pH TRONG THỰC HÀNH HÓA HỌC THPT

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

SƯ PHẠM KHOA HỌC TỰ NHIÊN

Đà Nẵng, tháng 04 năm 2024

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM – ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

KHOA HÓA HỌC -000 -

CAO THỊ THUÝ HỒNG NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ CHẤT CHỈ THỊ MÀU

Đà Nẵng, tháng 04 năm 2024

NHIỆM VỤ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP

Họ và tên sinh viên: Cao Thị Thuý Hồng

- Phễu thủy tinh, cốc sứ, chày sứ

3 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình điều chế dung dịch chỉ thị

từ hỗn hợp nho đen, dâu tằm, đỗ đen

- Điều chế dung dịch chỉ thị ở điều kiện tối ưu

- Khảo sát ứng dụng của dung dịch chỉ thị và lập bảng màu dung dịch thay đổi theo giá trị pH

- Chế tạo giấy pH từ dung dịch chỉ thị chiết xuất từ hỗn hợp dâu tằm, đỗ đen, nho đen và khảo sát ứng dụng

4 Giảng viên hướng dẫn: TS Trần Đức Mạnh

5 Ngày giao đề tài: tháng 1/2024

6 Ngày hoàn thành đề tài: tháng 4/2024

Sinh viên đã hoàn thành và nộp bản báo cáo cho khoa

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2024 Kết quả đánh giá: Ngày tháng Năm 2024

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan công trình này là kết quả nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong khóa luận là trung thực và chưa được công bố trong bất cứ một công trình nghiên cứu nào

Đà Nẵng, ngày 15 tháng 04 năm 2024

Sinh viên thực hiện

LỜI CẢM ƠN

Với tất cả lòng biết ơn, trước hết tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy giáo TS Trần Đức Mạnh đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong quá trình hoàn thành khóa luận tốt nghiệp Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo đã tận tình truyền đạt những kiến thức quan trọng và bổ ích không chỉ là nền tảng cho quá trình thực hiện khóa luận

mà còn là hành trang cho chặng đường phía trước

Ngoài ra, tôi cũng xin cảm ơn Ban lãnh đạo Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng cũng như các phòng ban của trường đã tạo điều kiện, cơ sở vật chất để tôi có cơ hội và môi trường học tập và rèn luyện

Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và tập thể lớp Sư phạm Khoa học tự nhiên K20 đã luôn động viên, khích lệ tinh thần trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu khoa học

Do kiến thức và khả năng lý luận còn nhiều hạn chế nên khóa luận vẫn còn những thiếu sót nhất định Tôi rất mong nhận được những đóng góp của các thầy giáo, cô giáo

để khóa luận tốt nghiệp của tôi được hoàn thiện hơn

Cuối cùng, tôi xin kính chúc các thầy cô giáo Ban lãnh đạo và các phòng ban chức năng Trường Đại học Sư phạm – Đại học Đà Nẵng dồi dào sức khỏe và thành công trong

sự nghiệp

Tôi xin chân thành cảm ơn!

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

LỜI CẢM ƠN 2

DANH MỤC BẢNG 6

DANH MỤC HÌNH ẢNH 7

MỞ ĐẦU 8

1 Lý do chọn đề tài 8

2 Mục đích nghiên cứu 8

3 Giả thuyết khoa học 8

4 Phương pháp nghiêm cứu 8

5 Giới hạn phạm vi nghiên cứu 9

6 Nội dung nghiên cứu 9

7 Cấu trúc báo cáo 9

Chương 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 10

1.1 Tổng quan về rau, củ, quả 10

1.1.1 Nho đen 10

1.1.2 Dâu tằm đen 12

1.1.3 Đỗ đen 14

1.2 Tổng quan về chất chỉ thị màu 16

1.2.1 Chất chỉ thị màu là gì? 16

1.2.2 Nguyên lý 16

1.2.3 Các chất chỉ thị thường dùng trong phòng thí nghiệm 17

1.2.4 Một số loại hoa, củ, quả có thể điều chế chất chỉ thị màu tự nhiên 18

1.3 Tổng quan về Anthocyanin 20

1.3.1 Tên gọi, cấu tạo 20

1.3.2 Tính chất vật lý 21

1.3.3 Tính chất đổi màu theo pH 22

1.4 Dung dịch 23

1.4.1 Khái niệm 23

1.4.2 Các loại dung dịch vô cơ 23

1.5 pH 23

1.5.1 Khái niệm 23

1.5.2 Ý nghĩa 24

Chương 2 NỘI DUNG THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP 25

NGHIÊN CỨU 25

2.1 Nguyên liệu và dụng cụ, hóa chất 25

2.1.1 Nguyên liệu 25

2.1.2 Dụng cụ và hóa chất 25

2.2 Nội dung nghiên cứu thực nghiệm 25

2.2.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình điều chế dung dịch chỉ thị từ hỗn hợp nho đen, dâu tằm, đỗ đen 25

2.2.2 Điều chế dung dịch chỉ thị ở điều kiện tối ưu 26

2.2.3 Khảo sát ứng dụng của dung dịch chỉ thị và lập bảng màu dung dịch thay đổi theo giá trị pH 27

2.2.4 Chế tạo giấy pH từ dung dịch chỉ thị chiết xuất từ hỗn hợp dâu tằm, đỗ đen, nho đen và khảo sát ứng dụng 28

2.3 Các phương pháp nghiên cứu 28

2.3.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 28

2.3.2 Phương pháp vi sai xác định thành phần Anthocyanin 28

2.3.3 Phương pháp thực nghiệm: điều chế dung dịch chất chỉ thị, giấy chỉ thị và thử sự biến đổi màu với các dung dịch 30

Chương 3 KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 31

3.1 Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình điều chế dung dịch chỉ thị từ hỗn hợp 31

3.1.1 Ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 31

3.1.2 Ảnh hưởng của thời gian chiết 31

3.1.3 Ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi 32

3.2 Điều chế dung dịch chỉ thị ở điều kiện tối ưu 34

3.3 Khảo sát ứng dụng của dung dịch chỉ thị và lập bảng màu dung dịch thay đổi theo giá trị pH 34

3.3.1 Khảo sát sự biến đổi màu của dung dịch chỉ thị (chiết từ hỗn hợp) 34

3.3.2 Lập bảng màu dung dịch thay đổi theo giá trị pH 36

3.4.1 Chế tạo giấy pH từ dung dịch chỉ thị chiết xuất từ hỗn hợp 37

3.4.2 Lập bảng theo pH của giấy pH được chế tạo từ dung dịch chiết xuất của

hỗn hợp 38

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 40

1 Kết luận 40

2 Kiến nghị 40

DANH MỤC BẢNG

1.1 Một số chất chỉ thị thường dùng trong chuẩn độ acid - base 17

3.6 Bảng màu dung dịch chiết xuất của hỗn hợp theo pH 36 3.7 Bảng màu giấy đo pH chế tạo được từ dung dịch chiết xuất

1.13 Cấu trúc cơ bản các anthocyanincyanidin của anthocyanin 20

2.2 Phổ hấp thụ của anthocyanin tai các giá trị pH khác nhau 29 3.1 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của tỷ lệ nguyên liệu/dung môi 32 3.2 Đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của tỷ lệ dung môi 33

3.6 Sự thay đổi màu của dung dịch chiết xuất theo pH 36

3.7 Giấy chỉ thị chế tạo từ dung dịch chiết từ hỗn hợp: khi ngâm

3.8 Sự biến đổi màu sắc của giấy quỳ tím (a) và giấy chỉ thị điều

3.9 Sự thay đổi màu của giấy chỉ thị đo pH từ hỗn hợp 38

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Hiện nay, chất chỉ thị màu được sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực như: y học, dược học, nông nghiệp, các phòng phân tích, phòng hoá nghiệm, trong giảng dạy hóa học,… Tuy nhiên, với học sinh, không phải trường học nào cũng có sẵn chất chỉ thị như các thí nghiệm chính quy, chưa kể chất lượng của các chất chỉ thị màu đều không đảm bảo chất lượng Đa số các chất chỉ thị màu dùng trong phòng thí nghiệm của trường học đều có xuất xứ Trung Quốc hoặc hàng giả, hàng nhái, chất lượng và kết quả thí nghiệm không tốt và đặc biệt làm từ hóa chất nên không an toàn khi tiếp xúc

Chất chỉ thị màu có thể nhận biết một dung dịch có tính acid hay base hoặc độ mạnh, yếu của acid, base Với ưu điểm không độc hại, an toàn, thân thiện với môi trường của chất màu tự nhiên mà ngày nay việc sử dụng chất chỉ thị màu tự nhiên đang là một xu hướng mới được nghiên cứu Chất chỉ thị màu tự nhiên được điều chế từ những chất có sẵn trong tự nhiên, như củ nghệ, bắp cải tím, hoa dâm bụt, quả dâu, lá tía tô, cà tím, Tuy nhiên, chưa có đề tài nào nghiên cứu chế tạo chất chỉ thị màu từ hỗn hợp của một

số loại rau củ quả như dâu tằm, đỗ đen, nho đen,… Chính vì vậy mà tôi lựa chọn đề tài:

“Nghiên cứu điều chế chất chỉ thị màu từ rau, củ, quả ứng dụng để xác định pH trong thực hành hóa học THPT”

2 Mục đích nghiên cứu

Vai trò của chất chỉ thị và giấy chỉ thị được chế tạo từ hỗn hợp của nho đen, dâu tằm,

đỗ đen (gọi tắt là hỗn hợp) khi kiểm tra môi trường nhằm thay thế cho giấy quỳ tím hay giấy pH có nguồn gốc Trung Quốc hoặc hàng kém không rõ nguồn gốc

3 Giả thuyết khoa học

Căn cứ vào giả thuyết trong thành phần của nho đen, dâu tằm, đỗ đen có chứa chất Anthocyanin - là một chất chỉ thị màu, để chế tạo dung dịch chỉ thị màu và giấy chỉ thị màu

4 Phương pháp nghiêm cứu

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

- Phương pháp pH vi sai xác định thành phần Anthocyanin

- Phương pháp thực nghiệm

5 Giới hạn phạm vi nghiên cứu

Giới hạn nghiên cứu: chế tạo dung dịch chỉ thị và giấy chỉ thị từ nho đen, dâu tằm,

đỗ đen được thu thập tại địa phương (Đà Nẵng) Sử dụng chất chỉ thị và giấy chỉ thị kiểm tra môi trường và xác định pH của dung dịch

6 Nội dung nghiên cứu

- Nghiên cứu ảnh hưởng của một số yếu tố đến quá trình điều chế dung dịch chỉ thị

từ hỗn hợp nho đen, dâu tằm, đỗ đen

- Điều chế dung dịch chỉ thị ở điều kiện tối ưu

- Khảo sát ứng dụng của dung dịch chỉ thị và lập bảng màu dung dịch thay đổi theo giá trị pH

- Chế tạo giấy pH từ dung dịch chỉ thị chiết xuất từ hỗn hợp dâu tằm, đỗ đen, nho đen và khảo sát ứng dụng

7 Cấu trúc báo cáo

Báo cáo gồm:

MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN LÝ THUYẾT

CHƯƠNG 2: NỘI DUNG THỰC NGHIỆM VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Chương 1 TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 Tổng quan về rau, củ, quả

1.1.1 Nho đen

1.1.1.1 Tên gọi

- Tên thường gọi: nho

- Tên khoa học:Vitis vinifera

- Họ khoa học: Vitaceae

Hình 1.1 Nho đen

1.1.1.2 Phân loại khoa học

1.1.1.3 Phân bố

Nó được trồng trên mọi lục địa trên Trái Đất trừ châu Nam Cực Tại châu Âu, ở khu vực miền Trung và miền Nam; ở châu Á, ở khu vực phía Tây (Tiểu Á, Caucasus, Trung Đông) và tại Trung Quốc, ở châu Phi, dọc theo bờ biển Địa Trung Hải phía bắc và ở Nam Phi; ở Bắc Mỹ, tại California, Mexico và cũng có các lĩnh vực khác như New Mexico, New York, British Columbia, Ontario và Québec, ở Nam Mỹ tại Chile, Argentina, Uruguay và Brazil; ở châu Đại Dương tại Úc và New Zealand

1.1.1.4 Mô tả thực vật

Là một dây leo cao tới 35m, với vỏ cây dễ bong Các lá so le, thùy chân vịt, dài 5 –

20 cm và rộng Quả là loại quả mọng, được gọi là quả nho, ở cây mọc hoang, quả có đường kính 6 mm và chín màu tím sẫm đến đen với một hoa sáp nhạt, cây trồng thường lớn hơn nhiều, lên đến 3 cm, và có thể có màu xanh lá cây, đỏ, hoặc tím Loài này thường hiện diện trong các khu rừng ẩm ướt và ven suối

- Tăng sức khỏe tim mạch, cải thiện lưu thông máu

- Cải thiện tầm nhìn, duy trì thị lực tốt

- Chống lại nguy cơ ung thư

- Tăng cường chức năng não, cải thiện trí nhớ

- Cải thiện sự điều tiết Insulin, ngăn ngừa nguy cơ mắc bệnh tiểu đường, tuy nhiên người mắc bệnh tiểu đường nên sử dụng ít hơn để có lợi cho sức khỏe

- Dầu hạt nho đen thúc đẩy mái tóc khỏe mạnh

- Giúp tăng cường khả năng miễn dịch

- Giúp giảm táo bón, khó tiêu

- Giúp da khỏe mạnh, tăng độ đàn hồi của da, bảo vệ da khỏi tia cực tím

- Ngăn ngừa mất xương

1.1.2 Dâu tằm đen

1.1.2.1 Tên gọi

- Tên thường gọi: dâu tằm

- Tên khoa học: Morus nigra

- Họ khoa học: Moraceae

Hình 1.2 Dâu tằm

1.1.2.2 Phân loại khoa học

Từ cuống lá tỏa ra 3 gân rõ rệt Hoa đực mọc thành bông, có lá đài, 4 nhị (có khi 3) Hoa cái cũng mọc thành bông hay thành khối hình cầu, có 4 lá đài Quả mọc trong các

lá đài, màu đỏ, sau đen sẫm, ăn được, còn dùng làm thuốc hoặc ngâm rượu để uống, mùi thơm, vị chua ngọt

1.1.2.5 Thành phần hoá học

Quả dâu tằm tươi: Chứa 88% là nước và 9,4% carbohydrate, 1,4% protein, 0,4% chất béo, 1,7% chất xơ; còn khi phơi khô quả chứa 70% carbohydrate, 12% protein, 3% chất béo, 14% chất xơ Bên cạnh đó, quả có giàu các vitamin K1, E, C, iron, potassium, nhiều caroten, acid folic, acid folinic và nhiều hoạt chất chống oxy hóa khác (flavonoid, isoquercetin, polyphenol)

1.1.2.6 Công dụng

- Theo y học cổ truyền:

+ Vỏ cây dâu tằm (tang bạch bì) có vị ngọt, tính mát có tác dụng chữa các chứng ho

có đờm, ho lâu ngày có sốt, lợi tiểu

+ Lá dâu tằm (tang diệp) có vị ngọt đắng, tính mát có tác dụng chữa cảm mạo, sốt ,

an thần, cao huyết áp, tăng tiết mồ hôi và làm tiêu đờm

+ Quả dâu tằm (tang thầm) có vị ngọt, tính mát có tác dụng thanh nhiệt, bổ huyết, hỗ trợ tiêu hóa

+ Cây ký sinh trên cây dâu (tang ký sinh) có tác dụng an thai, bổ gan thận, sử dụng trong các chứng đau nhức xương khớp

+ Tổ bọ ngựa trên cây dâu (tang phiêu tiêu) tác dụng lợi tiểu, chữa chứng đái dầm, tiểu nhiều, di tinh, liệt dương

- Theo y học hiện đại tác dụng của dâu tằm:

+ Cải thiện sức khỏe tim mạch: Nhờ hoạt chất chống oxy hóa resveratrol, làm tăng sản xuất nitric oxide, làm giãn mạch và giảm nguy cơ hình thành cục máu đông Ngăn ngừa các bệnh lý đột quỵ, cơn đau thắt ngực,

+ Tăng cường sức đề kháng: nhờ thành phần vitamin C giúp hỗ trợ hệ miễn dịch, phòng ngừa các tác nhân gây bệnh từ bên ngoài

+ Làm chậm quá trình lão hóa da: quả dâu chứa nhiều vitamin và các chất chống oxy hóa, ngăn ngừa sự tấn công của các gốc tự do, giúp da khỏe đẹp, căng mịn

+ Chống tế bào ung thư, giảm nguy cơ mắc ung thư

+ Hạ cholesterol máu, giảm hình thành chất béo ở gan, ngăn ngừa tình trạng gan nhiễm mỡ

+ Kiểm soát lượng glucose máu: Nhờ hợp chất deoxynojirimycin (DNJ) - ức chế enzyme ở ruột phá vỡ đường carbohydrate làm tăng đường huyết

+ Hỗ trợ hệ thống tiêu hóa, giảm táo bón do thành phần dâu tằm chứa nhiều chất xơ + Trong quả dâu tằm chứa nhiều zeaxanthin, carotenoid giúp cải thiện thị lực và ngăn ngừa quá trình đục thủy tinh thể, thoái hóa điểm vàng

+ Hỗ trợ phát triển chắc khỏe các mô xương: do chứa nhiều vitamin K, canciumvà iron giúp ngăn ngừa tình trạng thoái hóa xương, giảm loãng xương ở người cao tuổi, hay điều trị các bệnh lý viêm xương khớp

+ Ăn dâu tằm thường xuyên giúp giảm cân, có thể giảm 10% trọng lượng cơ thể trong gần 3 tháng Uống nước lá dâu tằm có tác dụng làm giảm mỡ thừa tích tụ ở eo, bụng, đùi,

1.1.3 Đỗ đen

1.1.3.1 Tên gọi

- Tên thường gọi: đậu đen, đỗ đen

- Tên khoa học: Vigna cylindrica Skeels hay là Vigna unguiculata Walp subsp cylindrica (L.) Verdc.

1.1.3.4 Mô tả thực vật

Đậu đen là loài cây phân họ Đậu mọc hằng năm, toàn thân không lông Lá kép rất ráp có nhiều lông nhỏ gồm 3 lá chét mọc so le, lá chét giữa to và dài hơn lá chét hai bên Hoa màu tím nhạt Quả giáp dài, tròn, trong chứa 7 đến 10 hạt màu đen

Tại Việt Nam, ngoài giống cây trồng thường thấy có màu đen, còn gọi là đậu dải đen, có nhiều giống cho hạt có màu khác như đậu đỏ, đậu trắng, đậu cật lợn, đậu trứng cuốc, đậu mắt cua, đậu trắng Lạng Sơn, đậu dải trắng rốn đỏ, đậu dải trắng rốn đen…

Chè đậu đen có tác dụng lợi tiểu, làm tăng lượng nước tiếu, nước tiểu trong và nhạt màu hơn

Đạm đậu xị vị đắng tính hàn, quy kinh Phế và Vị, có tác dụng tán nhiệt giải biểu, điều hoà dạ dày, trừ chứng bứt rứt

- Theo y học hiện đại:

Hoạt tính chống oxy hóa invitro: Dịch chiết Đậu đen có tác dụng tăng cơ bóp tử cung

Bảng 1.1 Một số chất chỉ thị thường dùng trong chuẩn độ acid – base

môi trường acid

Khoảng pH đổi màu của chỉ thị

Màu của chỉ thị trong môi trường base

1.2.3 Các chất chỉ thị thường dùng trong phòng thí nghiệm

1.2.3.1 Giấy quỳ tím

Hình 1.4 Giấy quỳ tím

1.2.3.2 Giấy pH

Hình 1.5 Giấy pH

1.2.3.3 Dung dịch phenolphtalein

Phenolphtalein là một hợp chất hóa học với công thức C20H14O4 Phenolphtalein thường được sử dụng trong chuẩn độ, nó chuyển sang không màu trong các dung dịch có tính acid và màu hồng trong các dung dịch base (pH = 8 - 10)

Hình 1.6 Công thức phân tử của phenolphtalein

Bảng 1.2 Sự thay đổi màu của phenolphthalein

1.2.4 Một số loại hoa, củ, quả có thể điều chế chất chỉ thị màu tự nhiên

1.2.4.1 Hoa giấy

Hình 1.7 Hoa giấy

1.2.4.2 Hoa dâm bụt

Hình 1.8 Hoa dâm bụt