一種基于植物天然色素的酸堿指示劑及其制備方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于天然植物色素制備方法和應用，具體涉及一種從紫葉李中提取植物天然色素作為酸堿指示劑及其制備方法。
【背景技術】
[0002]酸堿指示劑是檢驗溶液酸堿性的常用化學試劑，包括酚酞、甲基橙、甲基紅等。其中，甲基紅學名為對二甲氨基偶氮苯鄰羧酸，作為一種強酸滴定弱堿的常用指示劑，廣泛應用于無機和分析化學中。
[0003]但目前，甲基紅作為酸堿指示劑應用時存在如下問題:(1)突變范圍寬，顏色變化不顯著，測定誤差大。甲基紅作為指示劑的變色范圍為4.4-6.2，跨度近2個單位的pH ;同時，溶液由酸性變?yōu)閴A性時，其由酸式的紅色變變?yōu)閴A式的黃色，人眼對紅黃色突變不明顯，這樣導致在應用甲基紅作為指示劑時，分析測定誤差較大。(2)制備工藝復雜，制備過程對環(huán)境影響大。具體表現(xiàn)在甲基紅制備通常以鄰氨基苯甲酸和亞硝酸鈉等毒害性物質(zhì)為原料，以甲苯等易揮發(fā)、毒性強的有機溶劑為提取劑，同時需要經(jīng)過重氮化、偶合、有機溶劑洗滌和重結晶等復雜的化學過程，在制備過程中所產(chǎn)生的廢水、廢棄物不僅造成較大的環(huán)境污染，而且多種毒害性原料可能對操作員工身體健康造成損害。因此，亟需尋找一種變色靈敏、環(huán)境友好、來源廣泛的替代甲基紅的酸堿指示劑。
[0004]近年來，盡管有關于從矮牽?；ɑò辍⒕律徆麑?、紫甘藍等中提取色素作為酸堿指示劑的研宄報道(CN 102213679 A、CN 103149322 A、CN 101788496 A、CN 101672798 A、CN 1796986 A)，但存在原料來源少、不易獲得，特別是顏色突變不明顯等問題，導致難以推廣應用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是提供一種綠色環(huán)保、pH變化指示靈敏、顏色變化明顯的基于植物天然色素的酸堿指示劑，以滿足現(xiàn)有技術的上述需求。
[0006]本發(fā)明的另一個目的是提供上述酸堿指示劑的制備方法。
[0007]紫葉李cerasi/era)為薔薇科李屬的落葉小喬木，其真葉片在整個生長季節(jié)均為紫紅色。紫葉李葉片中含有大量的矢車菊素，對溶液PH的變化指示明顯，在溶液pH彡5.5時，呈現(xiàn)穩(wěn)定的亮紅色，溶液pH彡6.5時，則呈現(xiàn)黃綠色，pH突變范圍(5.5-6.5)窄，僅為I個單位的PH，顏色變化明顯，易于判斷，且性能穩(wěn)定。
[0008]因此，本發(fā)明的技術方案如下:
一種基于植物天然色素的酸堿指示劑，其特征在于所述酸堿指示劑是以紫葉李葉片為原料提取的矢車菊素為主要成分的天然色素。
[0009]一種基于植物天然色素的酸堿指示劑的制備方法，包括以下步驟:采集紫葉李紫紅色葉片，流水沖洗干凈，晾干后在_10~25°C，1-1OOPa下真空冷凍干燥8_24h，研磨成粉末狀；在避光和25~40°C下，按質(zhì)量體積比5~20%用體積比99:1甲醇鹽酸(99.0ml甲醇+1.0ml體積分數(shù)為37%的濃鹽酸)萃取2-5次；合并萃取液，避光0_4°C下保存，所得萃取液即為酸堿指示劑。
[0010]本發(fā)明的優(yōu)點主要體現(xiàn)在以下幾方面:(I)所獲得的酸堿指示劑pH突變范圍窄，在5.5-6.5之間JtpH變化指示靈敏；(2)顏色變化鮮明，由酸式的亮紅色變?yōu)閴A式的黃綠色，易于判斷終點；(3)生產(chǎn)或使用過程中所用原料為天然植物或低毒化工原料，產(chǎn)物及生產(chǎn)過程綠色環(huán)保；(4)原料來源廣泛、制備工藝簡單，易于大規(guī)模生產(chǎn)。
【具體實施方式】
[0011]下面通過具體實施例來詳細說明本發(fā)明。
[0012]實施例1:
在山東省青島市市南區(qū)中國海洋大學魚山校區(qū)采集紫葉李紫紅色葉片20片，流水沖洗干凈，晾干后在_10°C，10Pa下真空冷凍干燥24h，研磨成粉末狀，在避光和25°C下，所得2g粉末用40ml甲醇鹽酸萃取2次(采用99.0ml甲醇+1.0ml體積分數(shù)為37%的濃鹽酸配制而成)，合并萃取液，放置于棕色玻璃滴瓶中，4°C下保存，所得萃取液即可作為酸堿指示劑。
[0013]將0.1moI/L的鹽酸和0.lmol/L的碳酸氫鈉溶液按1:5_5:1的比例混合后，并應用PH計分別測定混合溶液的pH值，其系列混合溶液pH值范圍在1.5-8.5之間，然后分別滴加2-3滴所制備的酸堿指示劑，在溶液pH值低于5.5時，呈現(xiàn)亮紅色，且隨pH值減小亮紅色增強；在溶液pH值高于6.5時，呈現(xiàn)黃綠色，表明所制備的指示劑pH突變范圍為5.5-6.5。
[0014]準確移取25.0OmL濃度約為0.lmol/L的碳酸氫鈉溶液置于250mL三角錐形瓶中，加入2-3滴所制備的酸堿指示劑，溶液呈現(xiàn)黃綠素，然后用濃度0.1050mol/L的鹽酸溶液進行滴定，滴定過程中當鹽酸溶液達到為24.50ml時，碳酸氫鈉和鹽酸中和反應體系由黃綠素突變?yōu)榱良t色，并保持30秒鐘不褪色，表明滴定達到終點。計算得到碳酸氫鈉溶液濃度為 0.1029mol/Lo
[0015]實施例2:
在山東省青島市東海路兩邊采集紫葉李紫紅色葉片100片，流水沖洗干凈，晾干后在-25°c，1Pa下真空冷凍干燥8h，研磨成粉末狀，在避光和25°C下，所得粉末1g用50ml甲醇鹽酸萃取5次(采用99.0ml甲醇+1.0ml體積分數(shù)為37%的濃鹽酸配制而成)，合并萃取液，避光0°C下保存，所得萃取液即可作為酸堿指示劑。
[0016]準確移取25.0OmL濃度約為0.lmol/L的鹽酸溶液置于250mL三角錐形瓶中，加入2-3滴所制備的酸堿指示劑，溶液呈現(xiàn)亮紅色，然后用濃度0.0506mol/L的碳酸鈉溶液進行滴定，滴定過程中當鹽酸溶液達到為23.85ml時，鹽酸和碳酸鈉中和反應體系由亮紅色突變?yōu)辄S綠素，并保持30秒鐘不褪色，表明滴定達到終點。計算得到鹽酸溶液濃度為
0.09654mol/Lo
【主權項】
1.一種基于植物天然色素的酸堿指示劑，其特征在于所述酸堿指示劑是以紫葉李葉片為原料提取的天然色素。
2.—種基于植物天然色素的酸堿指示劑的制備方法，其特征在于包括以下步驟:采集紫葉李紫紅色葉片，流水沖洗干凈并晾干后，在-10~-25°C，1-1OOPa下真空冷凍干燥8-24h ;研磨成粉末狀，在避光和25-40 °C下，按質(zhì)量體積比5~20%用體積比99:1的甲醇鹽酸萃取2-5次；合并萃取液，避光0_4°C下保存，所得萃取液可作為酸堿指示劑。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于植物天然色素的酸堿指示劑，其特征在于以紫葉李葉片提取的天然色素作為指示劑。其制備方法為：采集紫葉李紫紅色葉片，流水沖洗干凈，晾干后在-10~-25℃，10-100Pa下真空冷凍干燥8-24h，研磨成粉末狀，在避光和25-40℃下，所得粉末用甲醇鹽酸萃取2-5次，合并萃取液，避光0-4℃下保存，所得萃取液可作為酸堿指示劑。本發(fā)明的特點主要體現(xiàn)在以下幾方面：（1）所獲得的酸堿指示劑pH突變范圍窄，在5.5-6.5之間；對pH變化指示靈敏；（2）顏色變化鮮明，由酸式的亮紅色變?yōu)閴A式的黃綠色，易于判斷終點；（3）生產(chǎn)或使用過程中所用原料為天然植物或低毒化工原料，產(chǎn)物及生產(chǎn)過程綠色環(huán)保；（4）原料來源廣泛、制備工藝簡單，易于大規(guī)模生產(chǎn)。
【IPC分類】G01N21-80
【公開號】CN104880461
【申請?zhí)枴緾N201510344141
【發(fā)明人】王迪, 梁生康
【申請人】王迪, 梁生康
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年6月22日