Kokeellinen kotitehtävä: Mustikka ja puolukka pH-indikaattoreina (opettajan ohje)

Mustikan ja puolukan pH-indikaattori ominaisuuksien vertaileminen kotitehtävänä

Työ sopii luokille yläasteelle ja lukioon.

ARVIOITU AIKA

10-15 min

TAUSTA

Mustikan ja puolukan sisältämät antosyaanit ovat luonnon pH-indikaattoreita. Antosyaanit toimivat luonnon pH-indikaattoreina eli ne muuttavat väriään pH:n muuttuessa. Tämä perustuu siihen, että pH-muutos vaikuttaa antosyaanin kaksoissidoksiin ja tällöin yhdisteen kyky heijastaa ja absorboida valoa muuttuu. Happamissa olosuhteissa antosyaanit heijastavat säteilyä näkyvän valon alueelta ja ne havaitaan punaisina. Emäksisissä olosuhteisssa taas molekyylit absorboivat valoa UV-säteilyn alueelta, jolloin ne havaitaan sinisinä.

Antosyaanin olomuodot pH vaihtuluissa

hapan                                                                              emäs

 

POHDITTAVAKSI ENNEN TYÖTÄ

Työ on suunniteltu tutkivaan oppimiseen perustuvaksi kotitehtäväksi. Kokeellisten kotitehtävien kriteereiksi on kuitenkin tutkimuksissa määritelty:

  • oppilaalla tulee olla mahdollisuus suoriutua tehtävästä
  • työn tulee olla haaste
  • työn tulee harjoittaa tietoja ja taitoja, joita oppilaalla jo on

Tutkivan oppimisen ja kokeellisen kotitehtävän vaatimukset on tässä työssä sovitettu yhteen siten, että verkkomateriaali sisältää kokeelliseen tehtävään tarvittavat tiedot. Tehtävän anto on kuitenkin pyritty pitämään avoimena, jotta kotoa mahdollisesti puuttuvat välineet tai aineet eivät estä tehtävän suorittamista.

Työohjeen suunnittelussa on lähdetty siitä, että opettaja käyttää ryhmän tuntemusta ja sen pohjalta ohjaa työhön valmistautumista. Heikommilla ja avoimiin työtehtäviin tottumattomilla ryhmillä työ voidaan suunnitella jo edellisellä tunnilla yksin, ryhmässä tai pari työnä. Opettaja voi helpottaa tehtävää nostamalla esille keskustelua sekä oppilaiden ohjeen pohdintakysymyksistä että opettajan ohjeen lisäkysymyksistä.

Kokeellisten kotitehtävien tulosten läpikäyminen tunnilla on myös tärkeää. Tällöin voidaan vertailla saatuja tuloksia, miettiä syitä mahdollisiin virheellisiin tuloksiin ja syitä niihin

Mustikka ja puolukka ovat itsessään happamia, joten ne on neutraloitava!

Oppilaiden materiaalin pohdinta-kysymykset:

Mikä on indikaattori?

  • Indikaattori on yhdiste, joka muuttaa väriään pH-muuttuessa.

Mitä happamia, emäksisiä ja neutraaleita aineita kotoa voi löytyä?

  • Hapan: etikka, sitruunamehu, virvoitusjuomat jne
  • Neutraali: Marjat ovat itsessään happamia, joten ne pitää neutraloida. Tämän voi toteuttaa esim. lisäämällä puskuriliuosta, esim maitoa.
  • Emäs: uuninpuhdistusaine, pesuaineet jne

 

REAGENSSIT

Jokin happo, emäs ja neutraali aine

Mustikkaa (toimii myös hillolla ja mehulla)

Puolukkaa (toimii myös hillolla ja mehulla)

 

TARVIKKEET

Mitä astioita/tarvikkeita oppilaat päättyivät käyttämään?

TYÖN SUORITUS

Suunnittele ja toteuta työ, jossa vertailet mustikan ja puolukan pH-indikaattoriominaisuuksia. Käytä kotoasi löytyviä aineita ja välineitä.

Kirjaa ylös käyttämäsi aineet, välineet ja havaintosi pH-indikaattoreiden väreistä alla olevaan taulukkoon. Ota lisäksi kuva kokeellisen työsi tuloksista mukaan seuraavalle tunnille.

 

Hapan Neutraali Emäs
Mustikka
Puolukka

 

 

TYÖTURVALLISUUS

Työssä käytetään kotoa löytyviä aineita.Voimakkaasti emäksisten aineiden, kuten uuninpuhdistusaineiden, kanssa tulee kuitenkin välttää iholle ja silmiin joutumista.  Mustikka on voimakas värjäämään, joten esimerkiksi puupinnoilla työtä ei kannata tehdä.

 

POHDINTAA TYÖN JÄLKEEN

  1. Oppilaiden ottamista kuvista voidaan valita pari vertailtavaksi.

Mustikan väri on happamassa punainen, neutraalina violetti ja emäksisenä sininen. Puolukka on happamassa punainen, neutraalina pinkki ja emäksisessä ensin vihreä, mutta muuttuu kohti sinertävää. Alla olevassa kuvassa puolukka eri happamassa, neutraalissa ja emäksisessä.

IMG_20160115_111426

Työn voisi myös periaatteessa päätyä suorittamaan siten, että lisää noin 1 dl määrään puolukka-/mustikkamehua vähitellen pieniä määriä emästä koko ajan sekoittaen. Tällöin väri muuttuu vähitellen.

  1. Saivatko muut eri tuloksia?

Esimerkiksi vanhentunut maito voi aiheuttaa siniseen taittuvan värin. Mitä aineita eri tuloksia saaneet käyttivät?

  1. Miten tätä havaintoa voi käyttää esimerkiksi ruoanlaitossa tai kemiassa?

Esimerkiksi jälkiruokaan voi eri pH:den avulla luoda eri värisiä kerroksia. Mustikasta ja puolukasta voi valmistaa pH-indikaattori paperia vaikkapa kotona. Titrauksessa indikaattorina.

Lisätietoa:

http://www.kemianluokka.fi/files/uudet/Mustikkatrio_oppilas.pdf