La couleur du jus de chou rouge est bleue-violette... Pourras-tu la faire devenir rose, verte, jaune ou encore bleu ciel ?
Pourquoi la couleur change t-elle ?
Difficulté
Facile
Durée
10 minute(s)
Disciplines scientifiques
Chimie, Science de la vie, Optique
Introduction
Cette expérience est présentée dans l'émission des Petits Débrouillards Jus de citron N°1 : Qu’est-ce qui fait changer la couleur du choux rouge ?
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- Matériel et outils
Choux rouge 
Le chou rouge (Brassica oleracea var. capitata f. rubra1) est une forme de chou cabus — la plupart du temps de couleur pourpre — aux propriétés culinaires et chimiques diverses.
Couteau 
Près d'un habitant humain de la Terre sur 6 utilise des couteaux à une seule dent (il utilise également des fourchettes à une dent). En général il est est chinois (ou japonais) et appelle son couteau de la même manière que sa fourchette : une baguette.
Cuillère 
Une cuillère est un couvert de table ou de cuisine en acier inoxydable. Elle est constituée d'une partie creuse et concave appelée "cuilleron" reliée à un manche.
Passoire 
Une passoire, ou égouttoir, est un ustensile de cuisine permettant d'égoutter des aliments (par exemple : des pâtes, des asperges, etc.) selon le principe de la filtration mécanique.
Bouilloire 
La bouilloire est un ustensile de cuisine utilisé pour porter un liquide à ébullition. Elle est généralement utilisée pour la préparation du thé. Il existe deux principaux types de bouilloires : les bouilloires en métal que l'on chauffe de façon externe et les bouilloires électriques, disposant d'un chauffage intégré.
Eau 
L'eau est une substance essentielle à la vie. Transparente, sans goût et sans odeur, on la consomme le plus souvent dans son état liquide.
Pot en verre 
Pot en verre (récupéré après consommation de yaourt, etc.)
Entonnoir 
Un entonnoir est un instrument en forme de cône, terminé par un tube et servant à verser un liquide, une poudre, un granulé ou une pâte dans un récipient de petite ouverture. Ils sont faits d'un matériau suffisamment rigide, pour ne pas s'écraser sous le poids de ce que l'on verse, et imperméable. Ils sont généralement en verre, plastique ou métal, mais parfois en papier ciré lorsqu'ils sont destinés à un usage unique. Les entonnoirs sont utilisés en cuisine, en mécanique automobile et en industrie.
Bouteille de verre 
Une bouteille, mais en verre quoi.
Saladier 
Un saladier est un récipient de grande taille utilisé pour servir la salade. On peut également l'utiliser, par exemple, pour battre des œufs en neige. Il peut être en terre cuite, faïence, cristal taillé ou, de nos jours, en verre ou en matières plastiques.
Bicarbonate 
Le bicarbonate de sodium est un produit qui sert à tout !
Désodoriser le frigo, se laver les dents, favoriser la digestion, laver les surface salles... Et surtout, c'est le chouchou des expériences de wikidébrouillard !
Il est parfois appelé bicarbonate de soude mais il ne faut surtout pas le confondre avec la soude qui est très corrosive et peut être très dangereuse. Lessive 
La lessive désigne également le mélange liquide ou solide de produits chimiques utilisés pour le lavage domestique ou industriel. L'action nettoyante est notamment assurée par des produits détersifs comme le savon. On parle par exemple de « détergent pour lessive », ce qui signifie « lessive pour machine à laver ».
Citron 
Le citron est un agrume. C'est le fruit du citronnier
Boisson gazeuse 
Une boisson gazeuse est une boisson dans laquelle ont a dissout du CO2. Dans un contenant fermé (bouteille, boîte-boisson, fût), l'atmosphère au-dessus de l'eau est saturée en CO2. Lorsque l'on ouvre le contenant, le CO2 s'échappe ; pour maintenir l'équilibre, le CO2 dissout dans l'eau se retransforme en gaz, ce qui provoque la formation de bulles.
Vinaigre 
Le vinaigre est une solution aqueuse à faible teneur d'acide éthanoïque aussi appelé acide acétique.
Étape 1 - Rassembler le matériel
- Une bouilloire ou un micro-ondes pour faire chauffer de l'eau
- Du choux rouge
- Un couteau pour le chou rouge
- Un saladier permettant de contenir l'eau bouillante
- Une passoire pour filtrer le chou rouge
- Un entonnoir pour transvaser le jus
- Une bouteille en verre pour contenir le jus
- Autant de pots de yaourt que de produit à tester + un pot servant de témoin
- Des petites cuillères pour mélanger les différents produits
- Une photo de gamme étalon de jus de chou rouge (incluse dans cette fiche)
Les produits à tester : tu peux tester tous types de produits ! Cependant il est tout de même préférable d'utiliser des produits solubles dans l'eau ou des liquides transparents (boisson gazeuse, lessive en poudre, bicarbonate, jus de citron, vinaigre, eau de mer, et bien plus encore !)
Pour aller plus loin, tu peux avoir besoin :
D'une paille
Étape 2 - Préparer l'expérience
- Prévois deux feuilles de chou rouge pour environ 1 litre d'eau
- Coupe le chou rouge en dés et dépose-les dans un saladier
- Recouvre les dés de chou rouge d’eau bouillante
- Laisse mariner jusqu’à ce que l’eau soit fortement colorée
- À l’aide de l’entonnoir, verse le liquide dans une bouteille à travers la passoire pour éliminer les morceaux de chou
- Si le jus est très foncé, tu peux le diluer à l’eau, mais pas trop, pour qu’il reste d’un violet intense.
N.B. : Attention, le jus de chou rouge peut se conserver frais environ une journée au frigo et on peut aussi le congeler facilement. Mais à température ambiante il se dégrade vite et son odeur devient insupportable !
Étape 3 - Réaliser l'expérience
- Verse du jus de chou rouge dans chaque pot (jusqu’à la moitié de la hauteur environ).
- Mets de côté un pot qui servira de témoin (c’est à dire qu'on ajoutera rien de plus dans ce pot, il nous servira à comparer les changements de couleurs).
- Verse chaque produit à tester dans un pot différent puis agite ou mélange avec une cuillère propre.
- Tu peux tester d'autres produits présents dans ta maison (sel, tomate, eau, etc)
- Que remarques-tu ? Peux-tu classer tes verres par couleur ? Quel point commun y a-t-il entre les produits qui rendent le jus bleu ? Et quel point commun trouves-tu entre ceux qui rendent le jus rose ?
- Compare la couleur du mélange avec celles de la gamme étalon de jus de chou rouge (photo à gauche).
Étape 4 - Pour aller plus loin
- Ajoute 1/2 verre d'eau dans 1/2 verre de jus de chou rouge et souffle dans le mélange avec une paille.
- Fais de la magie en changeant la couleur de ton produit avec plusieurs liquides transparents comme l'eau (le vinaigre et le sel ou le bicarbonate dilué par exemple)
Comment ça marche ?
Observations : que voit-on ?
Le jus de chou rouge, violet au départ, change de couleur selon le produit avec lequel on le mélange. On obtient plusieurs couleurs différentes, selon le produit testé. Avec le jus de citron et le vinaigre, le mélange devient rose, avec le bicarbonate il devient bleu, avec la lessive, il devient vert ou vert-jaune, tandis qu’avec l’eau du robinet, il reste violet même s’il s’éclaircit légèrement.
Si l’on mélange de l’eau de mer fraîche avec le jus de chou rouge, le mélange obtenu est bleuté à bleu.
Si tu as essayé de souffler dedans avec un paille, tu peux voir que le gaz qui sors de tes poumons est un peu acide aussi !
Mise en garde : qu'est-ce qui pourrait faire rater l'expérience ?
Si le jus est trop concentré, il te faudra mettre plus de produit à tester. Tu peux diluer ton jus avec de l'eau !
Si tu met tous les produits dans un seul verre, tu verras d'autres réactions mais il te sera moins facile de classer les produits et tu ne pourras pas obtenir un arc en ciel.
Explications
La couleur du jus de chou rouge change selon l'acidité du produit avec lequel on le mélange. Un colorant dont la couleur change en fonction de l'acidité d'un liquide est appelé indicateur. Le jus de chou rouge est donc un indicateur colorimétrique de pH puisque sa couleur permet de connaître le pH du produit !
Le « pH » est le nom que l’on donne au niveau d’acidité en chimie (PH = Potentiel Hydrogène).
Les produits acides comme le jus de citron, le vinaigre, ou encore le soda font passer la couleur du jus de chou rouge du violet au rose.
Il existe aussi des produits basiques qui sont le contraire des produits acides en chimie. C’est le cas du bicarbonate et de l’eau de mer, qui font passer le jus de chou rouge du violet au bleu, et aussi de la lessive, qui est encore plus basique, et donne un mélange vert ou jaune.
Plus d'explications
En chimie, le pH est représenté par un chiffre situé entre 0 et 14. Les produits acides ont un pH inférieur à 7, cela signifie que les acides qu’ils contiennent sont plus forts que les bases qu'ils contiennent. C’est le côté acide qui domine. Les produits basiques ont un pH supérieur à 7, cela signifie que les bases qu’ils contiennent sont plus fortes que les acides qu’ils contiennent, c’est alors le côté basique qui domine.
Lorsqu'un produit contient des bases et des acides de forces égales, on dit qu'il est neutre, et son pH est de 7. Un produit dont le pH est égal ou proche de 1 est appelé un « acide fort ». Un produit est une « base forte » si son pH est égal ou proche de 14. Ce sont des produits très corrosifs, autrement dit ils peuvent brûler la peau et dissoudre des matériaux.
Le jus de chou rouge est un indicateur colorimétrique de pH, sa couleur change selon le pH des produits avec lesquels on le mélange. Pour connaître approximativement le pH d’un produit, il suffit de comparer la couleur obtenue lorsqu’on le mélange avec un produit avec les couleurs que l’on obtient avec des produits de pH connu. Cette référence est une gamme étalon, comme sur la photo ci-dessous, où l’on découvre les couleurs que prend le jus de chou rouge à différents pH.
En comparant les couleurs, on arrive à estimer le pH des produits que l’on teste :
- le vinaigre (pH = 2,5 à 3, couleur obtenue : rose vif)
- le bicarbonate de sodium (pH = 8,4, couleur obtenue : bleu)
- le soda (3 à 5 selon le soda, couleur obtenue : rose vif à rose violacé). De nombreux sodas, dont le cola, contiennent en effet de l’acide citrique, qui est tout simplement l’acide présent naturellement dans le citron.
- le jus de citron (pH = 2,5 environ, couleur obtenue : rose vif)
- la lessive (pH = 11 à 13, couleur obtenue : vert à jaune verdâtre)
- l'eau du robinet : son pH est souvent proche du neutre (pH = 7), mais cela varie beaucoup d’un lieu à l’autre. L’eau pure (que l’on peut préparer en laboratoire) est seulement constituée de molécules H2O et son pH = 7.
(test optionnel : l’eau de mer dans nos régions a un pH voisin de 8, elle est donc basique (couleur obtenue : bleu))
Applications : dans la vie de tous les jours
Il existe plusieurs méthodes de mesure du pH, plus ou moins précises : on peut utiliser des indicateurs colorimétriques naturels ou de synthèse, du papier pH, qui est un papier imprégné d’un indicateur colorimétrique (mais dont la mesure est assez peu précise), ou avoir recours à un pH-mètre pour une mesure très précise.
Le pH est une notion très importante en chimie, mais aussi pour l’environnement, dans l’alimentation, la médecine…
- Le pH d’un milieu aquatique détermine les organismes qui peuvent y vivre. Des variations importantes de pH peuvent modifier la croissance ou le comportement de certaines espèces, ou même menacer leur survie. Si l’on possède un aquarium, il est indispensable de vérifier régulièrement le pH de l’eau pour garantir le bien être des plantes et des animaux qui y vivent.
- Certaines plantes poussent mieux sur des sols acides, comme les orchidées ou les peupliers. D'autres préfèrent les sols neutres, comme la camomille. Le chou rouge et quelques autres plantes indiquent sur quel type de sol elles grandissent: leur couleur varie en fonction du pH du sol. On les appelle plantes indicatrices. Sur les sols acides, le chou est plutôt rouge, sur les sols basiques plutôt bleu.
- Dans la consommation humaine, on retrouve beaucoup d’aliments acides : fruits et jus de fruits (agrumes surtout), tomates, vinaigre, sodas… Ces aliments peuvent avoir des effets négatifs s’ils sont consommés en excès ou si l’on souffre de certains problèmes de santé (ulcère à l’estomac, remontées gastriques…). En cuisine, on peut diminuer l’acidité d’une préparation en y ajoutant des produits alimentaires basiques, comme le bicarbonate de sodium.
- Tu as peut-être aussi déjà entendu dans les publicités l'expression «pH neutre pour la peau». En effet, notre peau est légèrement acide (elle a un pH un peu inférieur à 6) c'est pourquoi la survie des bactéries et des champignons sur notre peau est difficile. Un nettoyage exagéré avec du savon peut augmenter le pH de la peau et la rendre plus sensible. C'est pourquoi il existe, particulièrement pour les peaux sensibles, des savons qui ont le même pH que la peau - leur pH est neutre pour la peau.
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Éléments pédagogiques
Objectifs pédagogiques
- Comprendre les notions de pH, d’acide, de base
- Créer des réactions acides-bases
- Savoir utiliser un indicateur colorimétrique
- Savoir utiliser une gamme-étalon
- Comprendre le rôle d’un témoin dans une expérience
Pistes pour animer l'expérience
Il est intéressant d’animer cette série d’expériences comme un jeu. L’animateur aura de préférence préparé le jus de chou rouge à l’avance et peut commencer en introduction par faire deviner au groupe la nature de cet étrange liquide violet, à son aspect, son odeur, voire à son goût si les participants ont le courage de goûter. Attention cependant à ne pas révéler à quoi va servir le jus de chou rouge dans cette expérience !
L’animateur peut ensuite inviter les participants à « faire des expériences » avec le jus de chou rouge, en les encourageant à bien observer et bien retenir le résultat de chaque test. Pour cela le groupe aura accès au panel de produits à tester listé en haut de cette fiche (auquel on peut ajouter les produits que l’on veut).
Après avoir laissé le groupe expérimenter, l’animateur peut proposer aux participants de faire partager leurs observations, de faire des démonstrations, puis les inviter à formuler des hypothèses sur ce qui modifie la couleur du jus de chou rouge, et les différences entre les produits testés.
Si besoin, on peut guider les participants en leur demandant ce qu’ils connaissent des produits testés, et si certains produits ont donné des couleurs proches ou identiques. Le vinaigre et le jus de citron donnent une couleur rose au jus de chou rouge. Demander le point commun entre ces produits. Le groupe trouvera certainement qu’ils sont acides.
L’animateur pourra ensuite compléter les informations échangées avec les données essentielles sur le pH, les acides et les bases, et la notion d’indicateur colorimétrique.
Sources et ressources
Article de Wikipedia sur le pH :
https://fr.wikipedia.org/wiki/Potentiel_hydrog%C3%A8ne
Plus d’informations sur le pH sur le site du CNRS :
http://www.cnrs.fr/cnrs-images/chimieaulycee/THEMES/acidite/ph.htm
Jus de citron N°1 : Qu’est-ce qui fait changer la couleur du choux rouge ? https://www.youtube.com/watch?v=cYDrdExxAoQ&list=PLh-wFno1NyFxivBpvZvyaSwoFYvksYP3n&index=1
Dernière modification 21/04/2020 par user:Audrey LRSY.
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