Flowers change colour: effect of alkalis and acids on plant dyes

Having noticed a mistake in the text, allocate it and press Ctrl-Enter

Hedlundia hybrida fruit, ammonia and nitric acid - pt.28
Плоды Hedlundia hybrida, аммиак и азотная кислота - ч.28

By this time, I had conducted several dozen experiments with plant pigments, illustrating how natural dyes change colour at different pH values of the solution. Monotonous experiments can become boring for both the author and the readers. It would be reasonable to change the subject of the experiments. First, list plants for future experiments (mainly species with bright flowers or fruits), then start experiments in another field. For example, I can return to plants from this list in a year.

So I did but made two exceptions, one of which will be described in this part of the article and the other in the next. In both cases, the experiments turned out to be unplanned.

It was autumn. I was going home from work on the bus, and suddenly, an air alert sounded. During an alarm, most public transport stops. Only minibus taxis continued to move, but I had to walk several kilometres to the taxi route. On the way, I came across trees with red fruits - I could not resist the temptation and picked the berries. In appearance, the tree belonged to the genus of Sorbus, which includes more than 100 biological species, but it was not Sorbus we are used to. Sorbus aucuparia (commonly called Rowan) is the most common in Ukraine, but the trees I saw belong to a different biological species.

I started searching on the Internet using photographs (without applying any plant recognition programs) and soon found that this tree was Hedlundia hybrida (formerly Sorbus hybrida). The natural habitat of this species is Norway, Sweden, Finland and partly Estonia. In Ukraine, it is grown as an ornamental plant.

I squeezed the juice out of the berries - it turned out to be a light, yellow-brown, cloudy liquid. I added an ammonia solution to the juice drop by drop and stirred. The colour of the liquid changed from light yellow-brown to dark brown. New portions of ammonia did not change the colour of the juice.

After this, I added concentrated nitric acid to the glass and stirred the content. The colour of the liquid turned yellow-brown (returned to its original colour). The space above the liquid was filled with white smoke of ammonium nitrate. The pipette was smoking heavily even before I started adding the acid.

Then, I added an ammonia solution. When the ammonia neutralized the acid, the liquid turned dark brown. I added nitric acid again, and the liquid in the glass turned yellow.

Thus, the juice of Hedlundia hybrida berries becomes dark brown in an alkaline solution and light yellow-brown in an acidic solution. This colour transition is reversible.

After finishing the experiment, I realized that I treated the juice of the berries with ammonia, but not the berries themselves. The skin of berries and their juice may contain different pigments that behave differently when treated with alkalis and acids.

Unfortunately, I had already used all the fruits (for making the juice). Going to the place where these berries grow would require a significant amount of time. The next day, I discovered that one berry fell on the floor during the described experiment and rolled under the table. I placed it in a glass and added a concentrated ammonia solution. I covered the beaker with a Petri dish. The berry gradually turned dark brown, but this process was long and took several tens of minutes.

Photos/Video

Плоды Hedlundia hybrida, аммиак и азотная кислота - ч.28

К этому времени я провел несколько десятков экспериментов с растительными пигментами, иллюстрирующими, как природные красители изменяют окраску при разных значениях pH раствора. Однообразные эксперименты могут надоесть и автору, и читателям. Разумным было бы сменить тематику опытов. Сначала составить список растений для будущих экспериментов (преимущественно видов с яркими цветками или плодами), а затем - начать эксперименты в другой области. К растениям из этого списка можно будет вернуться, например, через год.

Так я и поступил, но все же сделал два исключения, одно из которых будет описано в данной части статьи, другое - в следующей. В обоих случаях эксперименты получились незапланированными.

Дело было осенью. Ехал я с работы домой на автобусе, неожиданно объявили воздушную тревогу. Во время тревоги большая часть общественного транспорта останавливается. Ездят только маршрутные такси, но до места, где они ходят, пришлось идти несколько километров. По дороге я встретил деревья с красными плодами - не устоял перед искушением и сорвал ягоды. На вид дерево относилось к роду рябина (Sorbus), который включает более 100 биологических видов, однако это не была привычная нам рябина. В Украине чаще всего встречается рябина обыкновенная (Sorbus aucuparia, commonly called rowan), но деревья, которые я видел, принадлежали к другому биологическому виду.

Стал искать в интернете по фотографиям (вручную - без использования программ распознания растений), вскоре обнаружил, что это дерево - Hedlundia hybrida (formerly Sorbus hybrida). Природным ареалом данного вида является Норвегия, Швеция, Финляндия и частично - Эстония. В Украине его выращивают в качестве декоративного растения.

Выдавил из ягод сок - получилась светлая, желто-коричневая мутная жидкость. Добавил раствор аммиака к соку по каплям и перемешал. Цвет жидкости изменился с желто-коричневого, светлого на темно-коричневый. Новые порции аммиака не изменили цвет сока.

После этого добавил в стакан концентрированную азотную кислоту, перемешал. Цвет жидкости стал желто-коричневым (вернулся к исходному). Пространство над жидкостью заполнилось белым дымом нитрата аммония. Пипетка сильно дымила еще до того, как я начал добавлять кислоту.

Потом добавил раствор аммиака. Когда аммиак нейтрализовал кислоту, жидкость стала темно-коричневой. Снова добавил азотную кислоту, жидкость в стакане стала желтой.

Таким образом, сок ягод Hedlundia hybrida становится темно-коричневым в щелочной среде и светлым, желто-коричневым в кислом растворе. Этот переход цвета обратим.

Закончив эксперимент, я осознал, что подействовал аммиаком на сок ягод, но не на сами ягоды. Кожура ягод и их сок могут содержать разные пигменты, которые ведут себя по разному при действии щелочей и кислот.

К сожалению, я уже использовал все плоды (для приготовления сока), а ехать за новыми ягодами было далеко. На следующий день обнаружил, что одна ягодка упала на пол во время описанного выше эксперимента и закатилась под стол. Поместил ее в стакан и добавил концентрированный раствор аммиака. Накрыл стакан чашкой Петри. Ягода постепенно стала темно-коричневой, причем этот процесс был длительным и занял несколько десятков минут.

Having noticed a mistake in the text, allocate it and press Ctrl-Enter

Pink chrysanthemum and ammonia - pt.29
Розовая хризантема и аммиак - ч. 29

It was late autumn. By this time, the leaves on most of the trees had already fallen. The weather was cloudy. Even the asters that I wrote about above have faded. At this time, I had to walk five kilometres from the main office to the laboratory. On the way, I came across a chrysanthemum bush with pink flowers. Despite late autumn and cold, the plant continued to bloom. I could not resist and picked one flower. If I can bring it undamaged to the laboratory, I will put the flower in water there, package it and take it home for experiments. Otherwise, I will have to wait almost a year for chrysanthemums to bloom again.

The flower was not the best for the experiment - it was a pale pink. The central part of the flower was almost white. For our experiments, it is advisable to use brightly coloured flowers or other parts of plants; however, street flowers are a rarity in late autumn.

At home, I fixed the flower in a beaker. Using a pipette, I added a concentrated ammonia solution to the glass, trying to wet the petals. As a result, the edges of the petals gradually changed their colour from pink to light grey. Then, they became yellowish. Most parts of the flower became almost white. It was not a very beautiful colour transition, but I have not seen a similar colour change for other flowers.

Photos/Video

Розовая хризантема и аммиак - ч. 29

Дело было поздней осенью. К этом времени листья на большинстве деревьев уже опали. Погода стояла пасмурная. Даже астры, о которых я писал выше, отцвели. В это время мне пришлось идти пять километров пешком от главного офиса в лабораторию. По дороге встретил куст хризантемы с розовыми цветами. Несмотря на позднюю осень и холод, растение продолжало цвести. Не удержался и сорвал один цветок. Если удастся донести его целым до лаборатории, там я его поставлю в воду, упакую и заберу домой для экспериментов. В противном случае нового цветения хризантем придется ждать почти целый год.

Цветок был не идеальный для эксперимента - он имел бледно-розовый цвет. Центральная часть цветка была почти белой. Для наших опытов желательно использовать ярко окрашенные цветы или другое части растений, однако, поздней осенью уличные цветы - редкость.

Дома я закрепил цветок в стакане. С помощью пипетки добавил в стакан концентрированный раствор аммиака, стараясь смочить лепестки. В результате края лепестков постепенно изменили цвет с розового на светло-серый, затем они стали желтоватыми. Большая часть цветка при этом стала почти белой. Не очень красивый переход цвета, но с другими цветами я подобного не наблюдал.

Комментарии

^К1 А этот вид рябины съедобный?

Я почему спрашиваю. Мне нравится варенье из черноплодки. На самом деле, черноплодка - не рябина, а арония, так писала ХиЖ недавно.

Варенье заготавливаю сам по осени. Для лучшей сохранности раньше добавлял плоды красной рябины, они содержат натуральный консервант - сорбат.

А последние годы я обленился и стал добавлять синтетический бензоат натрия.

^К1-1 Пробовал плоды - на вкус примерно, как Рябина обыкновенная. Чтобы у нас эти ягоды кто-то ел (или использовал для приготовления блюд), я не слышал и не читал.

С другой стороны: съедобны ягоды или нет, вид для нас новый и он у нас мало распространен, поэтому неудивительно, что эти ягоды не используются (в т.ч. и в пищу).

^К2 Я уже упоминал в теме о растениях о рябине дуболистной она же скандинавская, у нас сейчас ее везде сажают в качестве озеленения.

Плоды я пробовал, они не горькие, как у рябины обыкновенной и не вяжут, как у черноплодной.

^К3 Причём сажают её семенами, так что плоды от растения к растению разные. Около нас раньше росло 10-15 деревьев, так вкусные плоды были на 2-3, остальные просто съедобные.