אינדיקטורים- למורה ולתלמיד

מטרות השיעור :

1- הכרת " אינדיקטורים " בצורה מאוד שטחית
2- למידת מושגים חדשים כמו : ( המסה , חומצה , בסיס ) בקיצור
3- הכרת אינדיקטורים כמו ( מתיל אורנג, פנולפתלאין, נייר לקמוס,כרוב אדום)
4- ביצוע ניסויים
5- אינדיקטור PH
6- אינדיקטור במים
סביבת הלימוד : במעבדה
חומרים :
6 מבחנות לכל תלמיד מתיל אורנג HCl
חומצת לימון פנולפתלאין NaOH
אבקת כביסה נייר לקמוס אדום
מים מזוקקים פיפטה
כרווב אדום
השיעור
פתיחת השיעור : יש הרבה חומרים בטבע וחומרים שמשתמשים בהם בחיי היום יום, יש חומרים שהם נוזליים ויש לא כמו נייר שהוא מוצק
יש חומרים שיש להם צבע ויש אלה שהם חסרי צבע
שאלה:- תנו דוגמה לחומרים שאנחנו משתמשים בהם שהם חסרי צבע?
תשובה:- מים
שאלה:- תנו דוגמה לחומרים שאנחנו משתמשים בהם שהם בעלי צבע?
תשובה מיץ

ניסוי מול התלמידים:- להביא שני נוזליים חסרי צבע בשתי מבחנות (HCl ,NaOH)
שאלות לתלמידים:- –
1. מה אתם רואים ?
2. האם לפי דעתכם יש אותו חומר בשתי המבחנות ?
3. איך אפשר להבחין בין חומרים בעלי צבע זהה?
ואחר כך לשים בתוך כל מבחנה את האינדיקטור ( מיץ כרוב) ואז נקבל צבעים שונים.


הערה את מיץ הכרוב אנו מביאים מוכן מהבית .
חותכים את הכרוב לחתיכות קטנות, מכניסים אותם לתוך סיר קטן עם מים ומכסים, מרתיחים את התערובת ואחרי זה מקטינים את הלהבה וממשיכים לבשל עוד מספר דקות, מכבים את האש ומחכים עד שהתערובת מתקררת, מסננים ושומרים את הנוזל.
שאלה:- למה הרתחנו התערובת
תשובה: התאים מוקפים בקרום. המטרה שלנו זה לגרום לתכולת התא, פיגמנטים בין היתר, להשפך החוצה.
אחרי ששמנו את מיץ הכרוב בשתי המבחנות שמכילות החומרים חסרי צבע וראינו שהצבע השתנה בכל מבחנה .

ואז נסביר להם שבשתי המבחנות היו חומרים שונים, והחומר ששמתי נקרא אינדיקאטור וזה נושא השיעור.
אינדיקאטורים

אינדיקאטור- זה חומר שצבעו תלוי בתמיסה אליה הוא מוסף , כלומר צבע שלו משתנה בשינוי הסביבה שהוא נמצא בה והוא אומר לנו על סוג התמיסה שהוא נמצא בה על ידי שינוי צבע שלו, אם תמיסה חומצית או בסיסית.( אנדקטור בוחן נוכחות חומרים מסוימים, לזה ישנה חשיבות)
ישנם סוגים שונים של אנדקטורים כאשר כל אחד ספציפי לחומרים מסוימים. מי הכרוב הם דוגמה לאנדקטור של מה שנקרא חומצה ובסיס.
הגדרה חומצות ובסיסים- בטבע יש קבוצות חומרים שאנו מכנים אותם חומצות ביניהם חומץ, מיץ לימון. יש קבוצה אחרת של חומרים שנקראים בסיסים ביניהם החומר שמנקים אתו תנורים.
כן הם חומרים שונים, אבל יש משהוא משותף ביניהם שהם חומרים שמגיבים עם הגוף שלנו ( כל סוג באופן שונה ) ופועלים עלינו הם משנים חומר מסוים ולפעמים הורסים אותו, אם יש לו צבע אז הם מורידים אותו. יש חומצות ובסיסים רעילים ויש לא רעילים שמשתמשים בהם בחיי היומיום למשל חומצת חומץ הוא חומצה לא רעילה שאפשר גם לטעום אותה , קולה ששותים אותה , ויש כמו אבקת כביסה שמשתמשים בה לניקוי בגדים והיא בסיסית (להראות להם דוגמה של HCL ו NaOH שהם חומצה ובסיס רעילים לא ניתן לטעום אותם ).
בגוף האדם למשל יש חומרים כאלה שנמצאים באזורים שונים שהאדם לא מרגיש בהם אבל למשל כאשר אדם מקיא אז הוא חש בהם, אחרי שהוא מקיא אחרי זמן השניים שלו יהרסו כי החומצה עולה עליהם?
לא כל חומר הוא חומצי או בסיסי אלא יש חומרים שהם ניטרליים (לא חומצי ולא בסיסי), למעשה רוב החומרים הם כך
האינדיקאטור עוזר להבדיל בין שני חומרים נוזליים שיש להם כמעט אותו צבע .

(25 דקות)



הניסויים:
עכשיו נתחיל בניסויים, במעבדה מחלקים את דפי ההנחיות. הניסוי יתבצע בקבוצות. דף ההנחיות כולל טבלאות למלה אותם ושאלות לחשיבה- והמטרה היא להפעיל חשיבה מדעית.

ניסוי 1
כל קבוצה תקבל 3 מבחנות , ובכל מבחנה ישים חומרים שונים :
מבחנה 1- חומצת לימון ( חומצה)
מבחנה 2 – אבקת כביסה ( להמיס אותה עם מים) בסיס
מבחנה 3- מים
נשים את האינדיקאטור שלנו ( כרווב אדום עם מים חמים-יהיה מוכן מראש ) ונקבל צבעים שונים כי יש לנו חומרים שונים (וורוד-ירוק-כחול )
שאלה לתלמידים :
1. מה רואים ?
2. למה צבעים שונים ?

ניסוי 2
מבחנה 1 נשים חומצת לימון , צבע צהוב בהיר(סביבה חומצית)
מבחנה 2 נשים אבקת כביסה ונמיס אותה טוב במים ( סביבה בסיסית )
מבחנה 3 נשים מים ( סביבה ניטראלית )
יש לי אינדיקאטור שקוראים לו מתיל אורנג – מתיל כתום
בו נראה איך צבעו משתנה בשלושת החומרים שיש לנו
עכשיו נוסיף את האינדיקאטור ונקבל:-
· במבחנה מספר אחד:חומצת לימון נקבל – צבע אדום
· במבחניה מספר שתיים אבקת כביסה – צבע צהוב
· במבחנה מספר שלוש מים צבע כתום כלומר צבע אינדיקאטור לא השתנה ( בקרה )
קיבלנו צבעים שונים כי יש לנו חומרים שונים
הערה:-מסיסות: חומר שעובר פירוק במים הופך לנוזל

ניסוי 3
יש לנו עוד אינדיקאטור שקוראים לו פנולפתלאין כמו שאתם רואים הוא חסר צבע .
במבחנה 1 - נשים חומצת לימון.
במבחנה 2 –נמיס אבקת כבסה .
במחנה 3 – מים.
עכשיו נראה איך צבעו משתנה בשלושת החומרים שיש לנו
עכשיו נוסיף את האינדיקאטור ונקבל:-
· מבחנה 1- חומצת לימון לא נקבל צבע
· מבחנה 2 – אבקת כביסה קבלנו צבע ורוד אדום
· מבחנה 3:- מים הבע לא השתנה

ראיתם איך הצבע השתנה בשינוי התמיסה וזה אינדיקאטור חסר צבע נהיה לו צבע בתמיסה בסיסית (לא חומצית )
ניסוי 4
נייר לקמוס הקרוי גם נייר ליטמוס נייר זה נחשב לאינדיקאטור
יש לנו בו נייר לקמוס שצבעו אדום.
במבחנה 1 ( חומצת לימון ) – נטטר על הנייר בעזרת פיפטה ונקבל אותו צבע.
במבחנה 2 ( אבקת כביסה) – נקבל צבע כחול.
אם נטטר לימון על נייר לקמוס שצבעו כחול נקבל צבע אדום .
(35 דקות)
חלק עיוני :-סיכום הניסויים
קודם כל מסכמים כל התוצאות על הלוח
ניתן לראות שאינדיקאטור מסוים צבעו משתנה כל פעם כאשר מוסיפים אותו לתמיסה שונה. ויש אינדיקאטורים שמצב ניטראלי הם עם צבע , ויש אלה שהם חסרי צבע ( פנולפתלאין)
יש אינדיקאטורים נוזליים ויש אינדיקאטורים שאינם נוזליים כמו נייר לקמוס.
ניתן גם לראות מהניסויים שעשינו שמספיק כמות קטנה מאוד של אינדיקאטור תוכל לשנות הצבע של התמיסה הנבדקת בתוך.
בשינוי צבע התמיסה זה אומר שצבע האינדיקאטור השתנה ואילו התמיסה נשארה אותו דבר לא חל בה שינוי לא בכמותה ולא מרכיביה .
לגבי אינדיקאטור במים- מים לא חומציים ולא בסיסים אלה הם ניטראליים
בהוספת אינדיקאטור בתוך המים צבע שלו לא משתנה אלא נשאר כמו שהוא כמו למשל בהוספת מתיל אורנג לתוך המים צבעו לא השתנה . המים מבטא צבע האינדיקאטור .
אינדיקאטור PH בכימיה, אינדיקאטור pH הוא תרכובת כימית המוספת בכמויות קטנות לתמיסה על מנת לקבל מדד של גובה ה-pH (חומציות או בסיסיות) של התמיסה. או במלים אחרות :
כמו שאמרתי קודם שיש לנו חומריים חומציים ויש בסיסים. יש מדד שנקרא PH שאומר ל מידת החומציות של החומרים אם למשל צבע בולט יותר אז תמיסה חומצית יותר
חומרים חומציים PH שלהם קטן מ 7
חומרים בסיסים PH שלהם גדול מ 7
כחול (מעל 14), סגול(בין 7 ל 14), אדום (בין 0 ל 7)

בדרך כלל גורם האינדיקאטור לשינוי הצבע של התמיסה בתלות בגובה ה-pH.
( אראה להם טבלת PH) ואיך הצבעים משתנים בשינוי מידת החומציות של חומר מסוים.
שאלה לתלמידים? מה יקרה כאשר מוספים חומצת לימון ל מד ה- pH?
תשובה:- נראה שהצבע השתנה? מדגימים (הניסיון מתבצע על ידי ילד אחד מול כל הכיתה)
שאלה:- מה יקרה כאשר מוסיפים מים?
תשובה הצבע לא משתנה ? מדגימים (הניסיון מתבצע על ידי תלמיד אחד מול הכיתה).
ככל שכמות או ריכוז החומצה יותר גדול אז היא תהיה חומצית יותר .
ככל שכמות הבסיס או ריכוזו יותר גדול אז הוא יהיה בסיסי יותר..
ובסוף החלק הזה נשאל שאלה מסקת לאינדיקטורים והיא:-
שאלה: האם כל חומר משמש כאנדקטור?
תשובה: לא
שאלה: מי כן משמש כאינדקטור/ מה מאפיין את האינדקטורים/ איזה תכונות יש להם שמקנים להם את היכולת לשמש כאינדקטור? (רמז: איזה חומרים מקנים את הצבע- מה שלמדו כבר בצבע בטבע)
תשובה: נוכחות של פיגמנטים.
(25 דקות )


שימושים לאינדיקאטורים :
בכימיה- משתמשים באינדיקאטורים כדי לזהות סוג תמיסה מסוימת ( חומצית או בסיסית)
גם כדי לחשב ריכוז חומר מסוים .
בביולוגיה - במיקרוביולוגיה משתמשים רבות באינדיקאטורים בהכנת צלחות מצע לגידול מיקרואורגניזמים. חיידקים מסוימים, למשל, מפרקים חומרים הנמצאים על מצע הגידול (סוכרים, למשל); תוצרי הפירוק הינם במקרים רבים חומציים. האינדיקאטור הנמצא על המצע משנה את צבעו עם הופעת תוצרי הפירוק, וכך יודעים החוקרים שמושבות החיידקים שגדלו על-גבי המצע אכן שייכות לסוג מסוים של חיידק
מבדיקות רפואיות: ישנם אינדקטורים שבודקים נוכחות של סוכר. לזה יש שימוש רפואי-.באופן דומה משתמשים באינדקטורים לבדיקת נוכחות חומרים שונים בדם ובשתן.
משטרה:בדיקה לזיהוי סמים.
איכות הסביבה: בדיקת נוכחות של מתכות וחומרים מזהמים וכן רמת החומציות במי השתייה, בקרקע.
(15 דקות )
סיכום : חזרה על הגדרת האינדיקאטור , חומצה , בסיס ,טבלת PH שאילת התלמידים אם יש משהוא לא ברור על החומר .
להוסיף עוד על חומצות ובסיסים שמשתמשים בהם כמו סבון, אקונומיקה שהם בסיסים
תה , קפה חומציים .
(3 דקות )

מקורות:
· מחומר הלימוד במעבדה אנליטית
· החומרים ( האינדיקאטורים) מהלבורנט במעבדה אנליטית באוניברסיטה העברית בגבעת רם
· ( ניסוי 1 _ מסדנה קלינית )


דף עבודה:

עבור כל ניסוי על התלמידים למלא את הנתונים הבאים בטבלה:

1-
שם אינדיקאטור

2-
צבעו הניטראלי

3-
סוג האינדיקאטור

4-
צבע בחומצת לימון

5-
צבע באבקת כביסה

6-
צבע במים

מתוך הטבלה שבניתם נסו לענות על השאלות הבאות:

1- מה הם הפאזות של האינדיקאטורים שהשתמשנו בהם?



2- השווה בין הצבע הניטראלי של המים וצבעו במים?



3- למה הצבע במים לא משתנה?



4- האם כל החומרים בטבע משמשים כאינדיקאטורים?



5- למה משתמשים באינדיקאטורים (השימוש שלהם)?


תבדקו רמת ה – pH של החומרים הבאים ומיינו אותם לפי חומר בסיסי וחומצי:

קוקה קולה
ספריט
מיץ לימון
מיץ תפוזים
חלב
תה
קפה
סבון ידיים
אקונומיקה
נוזל לניקוי רצפות
סבון לשטיפת כלים

1. מה הוא החומר החומצי ביותר בין החומרים שבדקתם?


2. מה הוא החומר הבסיסי ביותר בין החומרים שבדקתם?





דף הנחיות

אינדיקאטורים
ניסוי 1 :-
להכין שלוש מבחנות ולשים בהן את החומרים הבאים:-
במבחנה 1:- חומצת לימון
מבחנה 2 :- אבקת כביסה להמיס אותה במים
מבחנה 3:- מים
אחרי שהכנתם את המבחנות שימו את האינדיקאטור והוא מיץ הכרוב בכל מבחנה. רשמו את התוצאות שקבלתם בטבלה הנמצאת בדף העבודה.

ניסוי 2:-
להכין שלוש מבחנות ולשים בהם החומרים הבאים:-
במבחנה 1:- חומצת לימון
מבחנה 2 :- אבקת כביסה להמיס אותה במים
מבחנה 3:- מים
אחרי שהכנתם המבחנות תשימו האינדיקאטור והוא מתיל אורנג בכל מבחנה. תרשמו התוצאות שקבלתם בטבלה הנמצאת בדף העבודה.

ניסוי 3:-
להכין שלוש מבחנות ולשים בהם החומרים הבאים:-
במבחנה 1:- חומצת לימון
מבחנה 2 :- אבקת כביסה להמיס אותה במים
מבחנה 3:- מים
אחרי שהכנתם המבחנות תשימו האינדיקאטור והוא פנולפתלאין בכל מבחנה. תרשמו התוצאות שקבלתם בטבלה הנמצאת בדף העבודה.

ניסוי4:-
להכין שתי מבחנות ולשים בהם החומרים הבאים:-
מבחנה 1:- חומצת לימון
מבחנה 2:- אבקת כביסה ולהמיס אותה במים
יש לנו בניסוי זה אינדיקאטור בצורת נייר ושמו נייר לקמוס אוו נייר ליטמוס שצבעו אדום. נטטר על הנייר בעזרת פפיטה פעם ממבחנה מספר 1 ופעם ממבחנה מספר 2. רשמו את התוצאות שקבלתם בטבלה שבדף העבודה.

מקורות למידה:

http://www.dlscience.org/archive/davis/labinpicture/indicators.htm