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Indicateur de pH de chou rouge

Un « produit chimique », c’est juste un nom spécial pour qualifier de la matière. Les « produits chimiques » sont donc partout, de l’air que l’on respire, à nous les êtres humains! Une façon utile pour bien comprendre les produits chimiques autour de nous, c’est de déterminer s’ils sont des acides, des bases ou bien des produits neutres. Les acides et les bases sont des opposés, comme la chaleur et le froid, par exemple. Un produit neutre n’est ni acide, ni basique.

Les acides sont des substances au goût aigre qui forment des ions hydroniums au contact de l’eau. Le jus de citron et le vinaigre sont des exemples d’acide. Les bases sont des substances au goût amer qui libèrent (ou créent) des ions hydroxydes dans l’eau. La plupart des savons ainsi que des produits de nettoyage sont des bases. La combinaison des ions hydroxydes et hydroniums font de l’eau une substance neutre.

Il y a une molécule particulière dans le jus de chou qui s’appelle l’anthocyanine (appartenant au groupe des flavines) et elle est responsable de la couleur rouge de ce légume. L’anthocyanine se trouve aussi dans les bleuets, les raisins et beaucoup d’autres plantes. Au contact des ions hydroniums d’un acide, l’anthocyanine devient rose. Au contact des ions hydroxydes dans une base, il devient bleu ou vert.

Le jus de chou rouge est souvent appelé indicateur de pH du fait de sa capacité de déterminer si une substance est un acide ou une base en changeant de couleur. Les autres indicateurs de pH bien connus sont le papier de tournesol et la phénolphtaléine.

Vocabulaire :

  • Acide : un composé qui produit des ions hydroniums (H3O+) au contact de l’eau (souvent écrite tout simplement H+). Le mot vient du latin acidus qui veut dire « piquant » ou « aigre ». Des caractéristiques des acides sont : un goût aigre, la capacité de réagir avec un métal, la capacité de changer la couleur du papier tournesol du bleu au rouge et un pH bas (0 à 7). Les exemples des acides sont le vinaigre et le jus de citron.
  • Base : un composé qui produit des ions hydroxydes (OH-) au contact de l’eau. Le mot « alcali » peut être utilisé pour parler d’une base. Les caractéristiques fondamentales des bases sont : leur usage comme nettoyant ménagers, la capacité de changer la couleur du papier de tournesol du rouge au bleu et un pH élevé (7 à 14). Les exemples des bases sont l’ammoniac et le bicarbonate de soude.
  • Indicateur : une substance qui mesure l’acidité ou l’alcalinité d’une solution par des changements de couleurs caractéristiques.

Objectives

  • Expliquer l’importance de l’observation par rapport à l’activité scientifique.

  • Expliquer la chimie d’une réaction acido-basique simple.

Materials

  • Pour chaque groupe de 3 à 4 élèves :
    lunettes de sécurité
    chou rouge
    bol ou tasse résistant à la chaleur
    une passoire / un chinois
    eau bouillante
    couteau tranchant
    petits béchers, verres ou tasses en plastique clairs

  • Quelques nettoyants ménagers, tels que :
    jus de citron (acide citrique)
    vinaigre (acide acétique)
    bicarbonate de soude (une base)
    carbonate de sodium (une base)
    crème de tartre (bitartrate de potassium, un acide)
    antiacides (de différentes bases)
    eau gazéifiée (acide carbonique)
    ammoniac (une base forte)
    savon Ivory (pas un détergent, une base)

Key Questions

  • Quelles solutions sont des acides? Lesquelles sont des bases?
  • Comment peut-on le savoir?

What To Do

Préparation :

Pour faire le jus de chou :

  1. Hacher grossièrement une tasse de chou rouge en petits morceaux et ajouter au récipient résistant à la chaleur.
  2. Verser de l’eau bouillante au-dessus du chou jusqu’à ce qu’il soit bien immergé. Laisser mariner pendant une heure.
  3. Laisser refroidir, puis filtrer le tout afin de retirer les morceaux de chou et ne conserver que le liquide.
  4. Placer le jus de chou dans le réfrigérateur.

Instructions :

  1. Dans un récipient (tasse en plastique ou verre), ajouter environ 50 ml de l’une des substances à tester. (Pour le carbonate de soude ou les autres produits secs, mesurer 1 cuillère à thé, remplir avec de l’eau et mélanger). Étiqueter le récipient!
  2. Ajouter environ 1 cuillère à soupe de jus de chou à la substance à tester et observer!
  3. Tester les autres substances. Toujours s’assurer qu’un récipient est propre avant de commencer.

Les étudiants peuvent faire les deux premières étapes eux-mêmes pour la plupart des nettoyants ménagers énumérées ci-dessus. L’enseignant(e) devra toutefois réaliser l’expérience avec l’ammoniac, qui peut être dangereux (il faut porter des lunettes de sécurité).

Extensions

  • Répéter le test avec d’autres liquides inoffensifs trouvés dans la maison (ex. du lait, du jus d’orange, du café). Peux-tu prédire la couleur qui résultera de l’expérience (et si ces produits sont des acides ou des bases) pour ces ingrédients ?

Other Resources

Science World Resources |Cabbage Juice Indicator| version anglaise de cette ressource