用红甘蓝制作pH指示剂——花青素化学

将紫甘蓝切成小块以最大化表面积。将切块放入大锅中，加入500ml蒸馏水覆盖，煮沸。小火煮15-20分钟，直至水变为深蓝紫色。或者，将沸水倒在耐热碗中的紫甘蓝切块上，浸泡30分钟。热水会从紫甘蓝细胞液泡中提取花青素色素（具体为矢车菊素-3-葡萄糖苷及其衍生物）。用筛网过滤液体，丢弃紫甘蓝固体。所得深紫色溶液即为你的pH指示剂原液。冷藏可保存1-2周，若需长期保存可冷冻。

将约30-50毫升紫色指示剂溶液倒入6-10个透明玻璃杯或试管中，并排排列。收集覆盖pH值范围的测试物质：柠檬汁（pH约2）、白醋（pH约2.5）、牛奶（pH约6.5）、蒸馏水（pH 7）、溶于水的小苏打（pH约8.5）、稀氨水或洗涤碱溶液（pH约11）以及稀释漂白剂（pH约12-13）。处理强碱和漂白剂时须小心，它们具有腐蚀性。中性指示剂溶液应呈鲜艳的蓝紫色，这是pH 7时的基准颜色。

在第一杯指示剂中滴入几滴柠檬汁并搅拌。溶液会变为鲜艳的粉红红色。花青素分子从酸中获得一个氢离子（H+），这使黄酮阳离子结构转变为其红色形式。在下一杯中加入醋——它也会变成粉红色，但颜色强度稍弱，因为醋的酸性略低于柠檬汁。颜色强度与酸的强度相关，因为H+离子越多，花青素转化为质子化（红色）形式的程度就越完全。这说明了该指示剂的定量特性——它不仅仅是检测酸或碱，还能指示溶液的酸性或碱性强弱。

在另一个玻璃杯中加入小苏打溶液——指示剂变为蓝绿色。花青素在碱性环境中失去氢离子，转变为其醌式碱形式。加入更强的碱：氨水溶液呈绿色，稀释的漂白剂呈黄绿色。在非常高的pH值（高于12）时，花青素结构完全打开，转变为查尔酮形式，它吸收蓝光并呈现黄色。现在你已获得从红色（pH 1-3）经紫色（pH 4-6）、蓝色（pH 7-8）、绿色（pH 9-11）到黄色（pH 12-14）的完整颜色光谱。这种单一的天然色素覆盖了整个pH范围，使其与合成通用指示剂一样具有信息量。

要制作便携式pH试纸，将白色咖啡滤纸或吸水纸条浸泡在浓缩的红甘蓝指示剂溶液中5分钟。取出后平放在晾架上晾干。干燥后，纸条呈淡紫色，其功能与市售pH指示纸完全相同——将纸条浸入任何液体中，颜色变化即可指示pH值。将干燥的纸条存放在密封的自封袋中，并避光保存（花青素对光敏感，会在紫外线照射下降解）。这些纸条能够可靠地区分强酸、弱酸、中性溶液、弱碱和强碱，因此是测试土壤pH值、水质、家用化学品以及发酵进程的实用工具。