🥬 Le chou rouge, un indicateur coloré à plusieurs teintes
Le chou rouge n'est pas qu'un légume que tout le monde laisse au bord de l'assiette : c'est un vrai laboratoire de chimie ! Son jus violet devient rouge dans le citron, bleu dans le bicarbonate, vert dans l'ammoniaque et jaune dans le déboucheur. Découvre pourquoi un seul jus peut prendre autant de couleurs, et ce qu'il a en commun avec les indicateurs du labo.
🧪 Mode d'emploi : règle les curseurs (à droite, ou sous l'animation sur téléphone), lance avec ▶, observe les mesures et relève les 🎯 défis. Le bouton ⛶ agrandit l'animation, idéal sur téléphone à l'horizontale.
Ce que tu vois
- Le jus de chou change de couleur selon le pH de la solution : rouge en milieu très acide, violet vers la neutralité, bleu puis vert en milieu basique, jaune en milieu très basique.
- Un indicateur coloré est un couple acide/base dont les deux formes n'ont pas la même couleur. Les pourcentages des formes changent avec le pH : quand pH = pKa, il y a autant de forme acide que de forme basique.
- Le chou rouge possède plusieurs formes successives, donc plusieurs pKa : c'est pour cela qu'il a tant de teintes, alors que le BBT ou l'hélianthine n'en ont que deux (plus le mélange des deux dans la zone de virage).
- Sur les barres de teintes, la couleur ne change vraiment que sur environ deux unités de pH autour de chaque pKa : c'est la zone de virage. En dehors, une forme représente plus de 90 % du total et impose sa couleur.
- La phénolphtaléine est incolore en milieu acide : elle ne permet de rien distinguer entre pH 0 et pH 8. Le nombre de gouttes change l'intensité de la couleur (loi de Beer-Lambert), mais pas sa teinte.
Expériences à faire
- Verse du jus de chou dans le vinaigre, l'eau du robinet puis l'ammoniaque : quelles couleurs obtiens-tu ? Range un tube de chaque dans le portoir.
- Avec ✏️ Mon produit, cherche le pH où il y a autant de forme violette que de forme bleue. Quel lien avec le pKa ?
- Quel indicateur choisirais-tu pour savoir si une eau de piscine a un pH compris entre 7,0 et 7,6 ? Et pour repérer une équivalence à pH 8,7 ?
- Teste le produit mystère avec le chou rouge, puis avec un indicateur dont la zone de virage est proche : de combien l'encadrement se resserre-t-il ?
- Invente ton indicateur : quel pKa faut-il pour qu'il vire entre pH 4,5 et 6,5 ?
La chimie derrière l'animation
- Un indicateur coloré est un couple acide/base HIn / In− : HIn + H2O ⇌ In− + H3O+, de constante d'acidité Ka = [In−]·[H3O+] / [HIn] (concentrations divisées par c° = 1 mol/L) et pKa = −log Ka.
- Relation à retenir : pH = pKa + log([In−] / [HIn]). Si pH < pKa, la forme acide HIn prédomine ; si pH > pKa, c'est la forme basique In− (diagramme de prédominance).
- Zone de virage : environ [pKa − 1 ; pKa + 1]. Hélianthine : rouge / jaune, 3,1 – 4,4 ; bleu de bromothymol : jaune / bleu, 6,0 – 7,6 ; phénolphtaléine : incolore / rose, 8,2 – 10,0. Lors d'un titrage, on choisit un indicateur dont la zone de virage contient le pH à l'équivalence.
- Le jus de chou rouge contient des anthocyanes qui existent sous plusieurs formes acido-basiques. L'animation les modélise par 5 formes (pKa ≈ 4 ; 7 ; 9,5 ; 12) : c'est un modèle simplifié, la chimie réelle des anthocyanes est plus complexe.
- L'intensité de la couleur suit la loi de Beer-Lambert A = ε·ℓ·c : les absorbances des différentes formes s'additionnent, c'est pourquoi un mélange de forme bleue et de forme jaune paraît vert.
D'autres animations
La chromatographie sur couche mince
Fais monter l'éluant, révèle la plaque sous UV ou au diiode, mesure les Rf et démasque les constituants d'un mélange mystère.
Manipuler →Préparer une solution par dilution
Pipette jaugée, fiole jaugée, trait de jauge : dilue une solution colorée, calcule le facteur de dilution et construis ton échelle de teinte.
Manipuler →Construis ton atome
Glisse protons, neutrons et électrons : élément, symbole, isotopes, ions, configuration électronique et règle de l'octet en direct.
Manipuler →Et maintenant, on passe aux choses sérieuses ? 😉
ExpoSinus est un site d'éducation : les jeux et les articles sont là pour donner envie, les cours et les exercices pour progresser vraiment.