Le Test de pH avec du Chou Rouge : Couleurs et Acidité !
Acide, basique ou neutre ? Le chou rouge nous le dit en couleurs !
Le pH est une mesure qui indique si une solution est acide, basique (ou alcaline) ou neutre. Pour le déterminer, on peut utiliser des indicateurs colorés, des substances qui changent de couleur en fonction du pH. Le jus de chou rouge est un excellent indicateur coloré naturel que l'on peut fabriquer facilement ! Dans cet exercice, nous allons voir comment il réagit avec différentes substances du quotidien et interpréter ses changements de couleur. 🌈🧪
L'Expérience Colorée de Mme Lavoisier
| Substance Testée | Couleur avec le jus de chou rouge | pH approximatif connu |
|---|---|---|
| Jus de citron | Rouge vif | 2 |
| Vinaigre blanc | Rose / Rouge | 3 |
| Eau pure | Violet (couleur initiale) | 7 |
| Eau savonneuse (savon de Marseille) | Bleu | 9 |
| Solution de bicarbonate de soude | Vert | 8-9 |
| Lessive en poudre diluée | Vert foncé / Jaune verdâtre | 10-11 |
Schéma : Test de pH avec le Jus de Chou Rouge
Couleurs observées avec différentes substances.
Questions à traiter
- Qu'est-ce que le pH ? Comment l'échelle de pH permet-elle de classer les solutions en acides, basiques ou neutres ?
- Le jus de chou rouge est un indicateur coloré de pH. Qu'est-ce que cela signifie ?
- Analyse des résultats de l'expérience :
- Quelle couleur prend le jus de chou rouge en milieu très acide (pH 2-3) ?
- Quelle couleur prend-il en milieu neutre (pH 7) ?
- Quelle couleur prend-il en milieu basique (pH 9-11) ?
- Classement des substances :
- En utilisant les couleurs observées, range les substances testées de la plus acide à la plus basique.
- Compare ton classement avec les valeurs de pH approximatives données dans le tableau. Y a-t-il une bonne correspondance ?
- Tom teste une boisson inconnue avec le jus de chou rouge. Le mélange devient rose.
- La boisson de Tom est-elle acide, basique ou neutre ?
- Peux-tu estimer une plage de pH approximative pour cette boisson en te basant sur les résultats de Mme Lavoisier ?
- Si on mélange du jus de citron (très acide) avec une solution de bicarbonate de soude (basique), que pourrait-on observer au niveau du pH et de la couleur avec le jus de chou rouge (avant que la réaction ne soit complète) ? (C'est une question de réflexion, pas de calcul précis).
Correction : Couleurs et Acidité !
Question 1 : pH et classification
Réponse :
Le pH (potentiel Hydrogène) est une mesure de l'acidité ou de la basicité (alcalinité) d'une solution aqueuse. Il est généralement mesuré sur une échelle allant de 0 à 14.
L'échelle de pH permet de classer les solutions :
- Acide : Une solution est acide si son pH est inférieur à 7 (pH < 7). Plus le pH est bas, plus la solution est acide.
- Neutre : Une solution est neutre si son pH est égal à 7 (pH = 7). L'eau pure est un exemple de substance neutre.
- Basique (ou alcaline) : Une solution est basique si son pH est supérieur à 7 (pH > 7). Plus le pH est élevé, plus la solution est basique.
Question 2 : Indicateur coloré de pH
Réponse :
Un indicateur coloré de pH est une substance (souvent un colorant naturel ou synthétique) qui change de couleur en fonction du pH de la solution dans laquelle elle est ajoutée. Le jus de chou rouge contient des molécules (appelées anthocyanes) qui ont cette propriété, ce qui en fait un bon indicateur naturel.
Question 3 : Analyse des couleurs du chou rouge
Réponse a) Couleur en milieu très acide (pH 2-3) :
D'après le tableau, pour le jus de citron (pH 2) et le vinaigre (pH 3), le jus de chou rouge prend une couleur rouge vif à rose/rouge.
Réponse b) Couleur en milieu neutre (pH 7) :
Pour l'eau pure (pH 7), le jus de chou rouge reste violet (sa couleur initiale).
Réponse c) Couleur en milieu basique (pH 9-11) :
Pour l'eau savonneuse (pH 9) et la lessive (pH 10-11), le jus de chou rouge prend des couleurs allant du bleu au vert, voire jaune verdâtre pour les pH plus élevés.
Question 4 : Classement des substances
Réponse a) Classement par couleur :
De la plus acide (couleurs rouges/roses) à la plus basique (couleurs bleues/vertes/jaunes) :
- Jus de citron (rouge vif)
- Vinaigre blanc (rose/rouge)
- Eau pure (violet)
- Solution de bicarbonate de soude (vert)
- Eau savonneuse (bleu) - Note: le bicarbonate est souvent un peu moins basique que le savon de Marseille, donc l'ordre pourrait être inversé selon la nuance exacte de vert/bleu. Le tableau de pH aide ici.
- Lessive en poudre diluée (vert foncé / jaune verdâtre)
En se basant strictement sur une progression typique des couleurs du chou rouge (rouge \(\rightarrow\) rose \(\rightarrow\) violet \(\rightarrow\) bleu \(\rightarrow\) vert \(\rightarrow\) jaune), l'ordre serait : Jus de citron, Vinaigre, Eau pure, Eau savonneuse, Bicarbonate de soude, Lessive.
Réponse b) Comparaison avec les pH :
En utilisant les pH donnés :
- Jus de citron (pH 2)
- Vinaigre blanc (pH 3)
- Eau pure (pH 7)
- Solution de bicarbonate de soude (pH 8-9)
- Eau savonneuse (pH 9)
- Lessive en poudre diluée (pH 10-11)
Le classement basé sur les couleurs correspond bien à l'ordre des pH. Le bicarbonate et l'eau savonneuse ont des pH proches, ce qui explique que leurs couleurs (vert et bleu) sont dans la zone basique.
Quiz Intermédiaire 1 : Une solution avec un pH de 13 est :
Question 5 : Boisson inconnue de Tom
Réponse a) Nature de la boisson :
Si le mélange devient rose, cela indique que la boisson de Tom est acide (similaire au vinaigre).
Réponse b) Estimation du pH :
Le vinaigre (pH 3) donne une couleur rose/rouge. Le jus de citron (pH 2) donne rouge vif. Une couleur rose suggère un pH acide, probablement entre pH 3 et pH 5-6 (avant de virer au violet neutre).
On peut estimer que le pH de la boisson de Tom est approximativement entre \(3\) et \(5\).
Question 6 : Mélange acide-base
Réponse :
Si on mélange du jus de citron (très acide, couleur rouge avec le chou) avec une solution de bicarbonate de soude (basique, couleur verte/bleue avec le chou), une réaction de neutralisation se produirait. Les acides et les bases réagissent ensemble.
Au niveau du pH et de la couleur :
- Au début du mélange, on pourrait observer une effervescence (dégagement de dioxyde de carbone, car le bicarbonate est un carbonate).
- La couleur du mélange changerait. Si on ajoute progressivement le bicarbonate au citron, la couleur passerait du rouge/rose vers le violet (si on atteint la neutralité) puis potentiellement vers le bleu/vert si le bicarbonate est en excès.
- Le pH final dépendrait des quantités relatives d'acide et de base mélangées. Si les quantités sont telles qu'elles se neutralisent, le pH final pourrait être proche de 7 (neutre, couleur violette). Si l'un est en excès, le pH final penchera de ce côté.
Quiz Intermédiaire 2 : Le jus de chou rouge est violet dans une solution :
Quiz Rapide : Testez vos connaissances (Récapitulatif)
1. Une solution avec un pH de 1 est :
2. Si le jus de chou rouge devient vert dans une solution, cette solution est probablement :
3. L'eau pure a un pH approximatif de :
Glossaire du pH
- pH (potentiel Hydrogène)
- Mesure de l'acidité ou de la basicité d'une solution aqueuse, généralement sur une échelle de 0 à 14.
- Solution Acide
- Solution dont le pH est inférieur à 7. Les acides ont souvent un goût piquant et peuvent réagir avec les métaux et les carbonates.
- Solution Basique (ou Alcaline)
- Solution dont le pH est supérieur à 7. Les bases ont souvent un toucher savonneux et peuvent neutraliser les acides.
- Solution Neutre
- Solution dont le pH est égal à 7 (ex: eau pure).
- Indicateur Coloré de pH
- Substance qui change de couleur en fonction du pH de la solution dans laquelle elle est introduite. Le jus de chou rouge en est un exemple naturel.
- Transformation Chimique
- Processus au cours duquel des substances (réactifs) se transforment en de nouvelles substances (produits) avec des propriétés différentes.
- Réactif
- Substance présente au début d'une transformation chimique.
- Produit
- Nouvelle substance formée au cours d'une transformation chimique.
- Carbonate de Calcium (\(\text{CaCO}_3\))
- Composé chimique principal de la craie, du calcaire, du marbre et des coquilles d'animaux marins. Il réagit avec les acides en produisant du dioxyde de carbone.
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