Le Test de pH avec du Chou Rouge
Comprendre Le Test de pH avec du Chou Rouge
Le chou rouge contient un pigment naturel qui change de couleur en fonction du pH de la solution dans laquelle il est plongé. Ce pigment, appelé anthocyane, rend le jus de chou rouge excellent comme indicateur de pH. Dans cet exercice, nous utiliserons le jus de chou rouge pour tester le pH de différentes solutions et observerons comment cela affecte leur couleur.
Données:
- Jus de chou rouge comme indicateur de pH.
- Solutions à tester : Eau distillée (neutre), Vinaigre (acide), Bicarbonate de soude dissous dans l’eau (basique).
- Échelle de pH et couleurs correspondantes :
- pH inférieur à 7 : Acide (le jus de chou devient rose/rouge).
- pH égal à 7 : Neutre (le jus de chou reste violet).
- pH supérieur à 7 : Basique (le jus de chou devient vert/bleu).
Questions :
- Préparation de l’Indicateur :
- Diluez 100 mL de jus de chou rouge dans 400 mL d’eau distillée pour créer votre indicateur de pH.
- Test des Solutions :
- Divisez l’indicateur de pH en trois parties égales.
- Ajoutez 10 mL de vinaigre à la première partie et notez le changement de couleur.
- Ajoutez 10 mL d’eau distillée à la deuxième partie et notez le changement de couleur.
- Dissolvez 5 g de bicarbonate de soude dans 10 mL d’eau, ajoutez cette solution à la troisième partie de l’indicateur et notez le changement de couleur.
3. Questions:
- Identification du pH : En vous basant sur les changements de couleur observés, identifiez si chaque solution testée est acide, neutre ou basique.
- Prédictions et Observations : Comparez vos résultats avec l’échelle de pH fournie. Les couleurs observées correspondent-elles à ce que vous attendiez ? Expliquez.
- Calcul du pH : Supposons que le vinaigre ait changé la couleur de l’indicateur en rouge vif, indiquant un pH de 3. Si nous savons que le pH est une mesure logarithmique, calculez combien de fois l’acidité du vinaigre est supérieure à celle de l’eau distillée.
Correction : Le Test de pH avec du Chou Rouge
1. Préparation de l’indicateur de pH
Nous disposons d’un jus très concentré de chou rouge : il est trop foncé pour observer facilement les changements de couleur. Nous allons l’éclaircir en le mélangeant avec de l’eau distillée.
En pratique, cela signifie que nous prenons une quantité de jus, puis nous ajoutons de l’eau jusqu’à obtenir le volume souhaité. L’objectif est de rendre l’indicateur plus clair sans perdre sa capacité à changer de couleur selon le pH.
Formules
\[ V_{\text{total}} = V_{\text{jus}} + V_{\text{eau}} \] \[ \text{Fraction de jus} = \frac{V_{\text{jus}}}{V_{\text{total}}} \]
Données
- \(V_{\text{jus}} = 100\ \mathrm{mL}\)
- \(V_{\text{eau}} = 400\ \mathrm{mL}\)
Calcul
Étape par étape :
\[ 100\ \mathrm{mL} + 400\ \mathrm{mL} = 500\ \mathrm{mL} \]
\[ \frac{100}{500} = 0{,}20 \quad (20\%) \]
Résultat
Vous obtenez 500 mL d’indicateur de pH, composé à 20 % de jus de chou rouge et à 80 % d’eau.
2. Test des solutions
Pour comparer trois solutions différentes, nous partageons l’indicateur en trois portions identiques. Cela garantit que chaque test démarre avec la même quantité et la même concentration d’indicateur.
Formule
\[ V_{\text{part}} = \frac{V_{\text{total}}}{3} \]
Donnée
- \(V_{\text{total}} = 500\ \mathrm{mL}\)
Calcul du volume pour chaque partie
\[ \frac{500}{3} \approx 166{,}7\ \mathrm{mL} \]
Résultat
On verse environ 166,7 mL d’indicateur dans trois béchers distincts.
Observations de couleur
Après avoir ajouté chaque solution, voici ce que vous observez :
- Partie 1 : on ajoute 10 mL de vinaigre. Le mélange devient rose vif. Cela indique un milieu acide.
- Partie 2 : on ajoute 10 mL d’eau distillée. La couleur reste violet. Cela indique un milieu neutre.
- Partie 3 : on dissout 5 g de bicarbonate de soude dans 10 mL d’eau puis on ajoute ce mélange. Le résultat est vert/bleu. Cela indique un milieu basique.
3. Identification du pH
L’indicateur de chou rouge change de couleur selon le pH : plus il y a d’ions H⁺ (milieu acide), plus la couleur tire vers le rose. Dans un milieu neutre, il reste violet, et plus le milieu est basique (peu d’ions H⁺), plus il devient vert ou bleu.
Données
- \(\text{Acide : } pH < 7\)
- \(\text{Neutre : } pH = 7\)
- \(\text{Basique : } pH > 7\)
Résultat
En fonction des couleurs observées :
4. Prédictions et Observations
Avant l’expérience, on s’attend à ces mêmes couleurs si tout se passe bien. Vérifier que les résultats correspondent aux attentes permet de valider la fiabilité de l’indicateur.
Discussion
1. Le vinaigre devait tourner au rose/rouge et l’a fait.
2. L’eau distillée devait rester violette et est restée violette.
3. La solution alcaline devait virer au vert/bleu et a bien viré au vert/bleu.
Conclusion
Les observations confirment que l’indicateur de chou rouge fonctionne correctement : il réagit comme prévu selon le pH.
5. Calcul du pH : acidité relative du vinaigre
Le pH est une mesure logarithmique : un changement d’une unité de pH correspond à un changement d’un facteur 10 dans la concentration en ions H⁺. Pour savoir combien de fois le vinaigre est plus acide que l’eau, on compare leurs valeurs de pH.
Formule
\[ \text{Facteur} = 10^{\Delta \text{pH}} \quad\text{avec}\quad \Delta \text{pH} = pH_{\text{eau}} - pH_{\text{vinaigre}} \]
Données
- \(pH_{\text{eau}} = 7\)
- \(pH_{\text{vinaigre}} = 3\)
Calculs
\[ \Delta \text{pH} = 7 - 3 \] \[ \Delta \text{pH} = 4 \] \[ \text{Facteur} = 10^4 \] \[ \text{Facteur} = 10\,000 \]
Résultat
Le vinaigre est 10 000 fois plus acide que l’eau distillée.
Le Test de pH avec du Chou Rouge
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