Différences entre les pages « Chromatographie et capillarité » et « Liquide qui change de couleur »

 
 
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{{Tuto Details
 
{{Tuto Details
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|Main_Picture=Chromatographie_et_capillarit__11_ok.jpg
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|Main_Picture=Transforme_la_couleur_du_jus_de_choux_rouge_Couleur_qui_changent_Chou_rouge.jpg
 
|Licences=Attribution (CC-BY)
 
|Licences=Attribution (CC-BY)
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|Description=Comment séparer les couleurs d'un feutre ?
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|Description=La couleur du jus de chou rouge est bleue-violette... Pourras-tu la faire devenir rose, verte, jaune ou encore bleu ciel ?
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|Disciplines scientifiques=Chemistry, Physics
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Pourquoi la couleur change t-elle ?
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|Disciplines scientifiques=Chemistry, Life Sciences, Optical
 
|Difficulty=Easy
 
|Difficulty=Easy
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|Duration=15
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|Duration-type=minute(s)
 
|Duration-type=minute(s)
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|Tags=chromatographie, capillarité, couleurs, eau, papier
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|Tags=jus, chimie, acide, base, pH, indicateur coloré, décoction, chou rouge
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{{Introduction
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|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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<br />
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{{TutoVideo
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|VideoURLYoutube=https://www.youtube.com/watch?v=cYDrdExxAoQ&list=PLh-wFno1NyFxivBpvZvyaSwoFYvksYP3n&index=1
 
}}
 
}}
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{{Introduction}}
 
 
{{Materials
 
{{Materials
 
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|Item=Feutre de couleur
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|Item=Choux rouge
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 +
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 +
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 +
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−
|Item=Verre
+
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|Item=Eau
 
|Item=Eau
 
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|Item=Filtre à café
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 +
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|Item=Ciseaux
+
|Item=Boisson gazeuse
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 +
|Item=Vinaigre
 
}}
 
}}
 
}}
 
}}
 
{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
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|Step_Title=Réunir le matériel
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|Step_Title=Rassembler le matériel
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|Step_Content=*3 feutres de couleur différentes  (par exemple : bleu, jaune, vert)
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|Step_Content=*Une bouilloire ou un micro-ondes pour faire chauffer de l'eau
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*1 filtre à café
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*Du choux rouge
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*1 paire de ciseaux
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*Un couteau pour le chou rouge
−
*Un verre avec un fond d'eau
+
*Un saladier permettant de contenir l'eau bouillante
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|Step_Picture_00=Chromatographie_et_capillarit__1.jpg
+
*Une passoire pour filtrer le chou rouge
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*Un entonnoir pour transvaser le jus
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*Une bouteille en verre pour contenir le jus
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*Autant de pots de yaourt que de produit à tester + un pot servant de témoin
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*Des petites cuillères pour mélanger les différents produits
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*Une photo de gamme étalon de jus de chou rouge (incluse dans cette fiche)<br />
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'''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 !)
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Pour aller plus loin, tu peux avoir besoin :
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D'une paille
 
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{{Tuto Step
 
{{Tuto Step
 
|Step_Title=Préparer l'expérience
 
|Step_Title=Préparer l'expérience
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|Step_Content=* Découpe le filtre à café
+
|Step_Content=*Prévois deux feuilles de chou rouge pour environ 1 litre d'eau
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*Coupe le chou rouge en dés et dépose-les dans un saladier
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*Recouvre les dés de chou rouge d’eau bouillante
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*Laisse mariner jusqu’à ce que l’eau soit fortement colorée
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*À l’aide de l’entonnoir, verse le liquide dans une bouteille à travers la passoire pour éliminer les morceaux de chou
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*Si le jus est très foncé, tu peux le diluer à l’eau, mais pas trop, pour qu’il reste d’un violet intense.
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'''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 !'''
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|Step_Picture_00=Transforme_la_couleur_du_jus_de_choux_rouge_chou_rouge.jpeg
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|Step_Picture_01=Transforme_la_couleur_du_jus_de_choux_rouge_chouuu.jpeg
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}}
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{{Tuto Step
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|Step_Title=Réaliser l'expérience
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|Step_Content=*Verse du jus de chou rouge dans chaque pot (jusqu’à la moitié de la hauteur environ).
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*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).
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*Verse chaque produit à tester dans un pot différent puis agite ou mélange avec une cuillère propre.
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*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 ?
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*Compare la couleur du mélange avec celles de la gamme étalon de jus de chou rouge (photo à gauche).
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|Step_Picture_00=Transforme_la_couleur_du_jus_de_choux_rouge_couleurs_chou_rouge.jpg
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}}
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{{Tuto Step
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|Step_Title=Pour aller plus loin
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|Step_Content=*Ajoute 1/2 verre d'eau dans 1/2 verre de jus de chou rouge et souffle dans le mélange avec une paille.
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*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)
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}}
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{{Notes
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|Observations=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.
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Si l’on mélange de l’eau de mer fraîche avec le jus de chou rouge, le mélange obtenu est bleuté à bleu.
  
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''Le but du découpage est d'avoir une large et haute bande de papier filtre.  Nous proposons un exemple ici mais tu peux découper à ta façon.''
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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 !<br />
  
 
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|Avertissement=Si le jus est trop concentré, il te faudra mettre plus de produit à tester. Tu peux diluer ton jus avec de l'eau !
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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.
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|Explanations=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 !
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Le « '''pH''' » est le nom que l’on donne au niveau d’acidité en chimie (PH = Potentiel Hydrogène).
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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.
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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.
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|Deepen=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. 
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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.
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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.
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* Coupe en deux parties égales le filtre à café, dans le sens de la hauteur.
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En comparant les couleurs, on arrive à estimer le pH des produits que l’on teste :
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* Prends une des deux parties, et découpe les parties collées du filtre.
 
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* Ouvre ensuite le pliage en deux et coupe au milieu sur le pli
 
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* Dessine 3 gros points de couleurs différentes.
 
  
 
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|Step_Picture_00=Chromatographie_et_capillarit__2.jpg
 
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|Step_Picture_01=Chromatographie_et_capillarit__4.jpg
 
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|Step_Picture_02=Chromatographie_et_capillarit__5.jpg
 
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|Step_Picture_03=Chromatographie_et_capillarit_6.jpg
 
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}}
 
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{{Tuto Step
 
−
|Step_Title=Réaliser l'expérience
 
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|Step_Content=Trempe doucement le bout du filtre dans le verre d’eau.
 
  
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'''Attention: l'eau ne doit pas arriver au niveau des points, elle doit juste mouiller le bas du papier filtre.'''
+
*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))
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 +
 
 +
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 +
|Applications=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.
  
  
−
Qu'observes-tu ?
+
Le pH est une notion très importante en chimie, mais aussi pour l’environnement, dans l’alimentation, la médecine…
−
|Step_Picture_00=Chromatographie_et_capillarit__7_ok.jpg
 
−
|Step_Picture_01=Chromatographie_et_capillarit__8_ok.jpg
 
−
|Step_Picture_02=Chromatographie_et_capillarit__9_ok.jpg
 
−
|Step_Picture_03=Chromatographie_et_capillarit__10_ok.jpg
 
−
|Step_Picture_04=Chromatographie_et_capillarit__11_ok.jpg
 
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}}
 
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{{Notes
 
−
|Observations=Tu peux observer l’eau qui monte sur le papier et emporte les couleurs avec elle. Les points de couleurs vont se diviser en plusieurs couleurs. Du point vert va apparaître du bleu et du jaune.
 
  
−
Tu peux constater que les couleurs sont montées jusqu’en haut du filtre à café, alors que tu avais dessiné les points de couleurs en bas.
+
- 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.
−
|Avertissement=Que l'eau touche les points de couleur au moment ou on trempe la bande de papier filtre
 
  
−
La bande doit tenir verticalement dans le verre. Si jamais ce n'est pas le cas, tu peux accrocher/scotcher la bande à un crayon. Ajuste la longueur de ta bande pour que quand tu mettes le crayon le verre, l'extrémité de la bande de papier touche l'eau.
+
- 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.
−
|Explanations=La bande de papier filtre absorbe l'eau qui va alors monter le long de la bande. L’eau a le pouvoir de monter naturellement malgré la force de gravité (celle qui fait tomber les objets). Pour cela, elle va s’aider des micro-fibres présentes dans le papier. On appelle ce phénomène '''la capillarité.''' 
 
  
 +
- 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.
  
−
Lorsque l'eau atteint le point coloré, elle l'entraîne avec elle. Chaque colorant réagit alors différemment selon le type de papier filtre et selon le liquide utilisé. Certains colorants vont moins vite ou montent moins haut, ce qui fait qu'ils se séparent et qu'on peut les distinguer nettement au bout de quelques instants. C'est la technique de '''chromatographie'''.              
+
- 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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|Related=<br />
  
−
La couleur d’un feutre est en fait composée de plusieurs couleurs. Sur notre expérience, les couleurs des feutres bleu et vert sont des mélanges de plusieurs couleurs, alors que le jaune ne comporte aucun mélange de couleur. Le bleu comportait du magenta alors que le vert, lui, comportait  du jaune et du cyan ! C'est pour cela qu'on parvient à voir ces nouvelles couleurs sur notre papier filtre !
+
*[https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Encre_qui_appara%C3%AEt_et_dispara%C3%AEt Encre qui disparaît et disparaît]
−
|Deepen=On peut distinguer deux phénomènes différents. Le premier est la montée de l'eau  qui entraîne les colorants, le second est la séparation des colorants pendant cette montée.
+
*[https://www.wikidebrouillard.org/wiki/Acidification_des_oc%C3%A9ans Acidification des océans]
 +
|Objectives=* 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
 +
|Animation=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 !
  
−
Normalement, la gravité terrestre devrait empêcher l'eau de monter le long de la bande et l'eau devrait plutôt avoir tendance à descendre. Cependant il existe le phénomène de capillarité. Ce phénomène physique entre en jeu dès qu'un liquide et une surface se rencontrent. Les molécules du liquide sont plus ou moins fortement attirées selon le liquide et selon la surface en question. Dans un tube en verre, on peut voir que l'eau monte légèrement plus haut sur les bords, la surface du tube attire l'eau par capillarité. Si le tube en verre est assez fin, il fera monter de l'eau jusqu'à ce que la gravité compense cette attraction par capillarité. Ici, le papier filtre attire l'eau par ce même phénomène et la fait monter. En montant, l'eau entraîne le point coloré avec elle.
 
  
 +
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). 
  
−
Le deuxième phénomène est celui qui décompose la séparation des couleurs. Pourquoi les colorants se séparent-ils lors de leur montée? C'est tout simplement parce que tous les colorants n'ont pas la même composition, et que par conséquent ils ne réagissent pas de la même manière. Ainsi les colorants monteront à une vitesse et à une hauteur qui dépendront non seulement de leur réaction avec le papier, mais aussi de leur solubilité dans l'eau. Voilà pourquoi ils se séparent.  C'est la chromatographie.
+
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.
  
−
Il existe de nombreuses techniques de chromatographie, et leurs applications sont multiples en chimie analytique, en médecine, dans l'industrie ou encore la police scientifique. On peut utiliser ce procédé pour connaître la composition d'un produit inconnu, ou pour rechercher la présence et mesurer la quantité d'une substance dissoute dans une autre. La chromatographie permet par exemple de déterminer la quantité de caféine contenue dans un médicament, de savoir quels acides aminés sont présents dans un aliment, de rechercher des traces d'hydrocarbures dans l'eau d'une zone de baignade ou de prouver si la peinture trouvée sur une scène de crime est la même que celle de la voiture d'un suspect.
 
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|Applications=C’est grâce au phénomène de la capillarité que les plantes peuvent s’hydrater, l’eau aide la sève a monter le long du tronc et des branches.
 
  
 +
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.
  
−
La chromatographie est une technique utilisée pour séparer certains composants (et pas seulement des colorants !) d'un liquide ou d'un gaz en le faisant migrer sur un support solide à l'aide d'un produit appelé éluant (eau, éthanol...).
 
  
−
<br />
+
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.
−
|Related=Expériences sur le mélange et la séparation des couleurs :  
+
|Notes=Article de Wikipedia sur le pH :
  
−
*[http://www.wikidebrouillard.org/w/index.php/Disque_de_Newton Disque de Newton]
+
https://fr.wikipedia.org/wiki/Potentiel_hydrog%C3%A8ne
−
*[[Arc-en-ciel de chambre]]
 
  
−
<br />
+
Plus d’informations sur le pH sur le site du CNRS :
−
|Objectives=* Comprendre les mécanismes de la chromatographie, et son lien avec la capillarité
 
−
* Comprendre que les colorants n’ont pas tous la même composition et les mêmes propriétés physiques et chimiques
 
−
* Démontrer que même une fois mélangées, il est possible de séparer et de reconnaître la plupart des substances
 
−
|Animation=L’animation peut consister en un défi : on demande aux participants de tenter de séparer les différentes couleurs du feutre ou du liquide coloré de départ. On peut proposer un panel de matériel à disposition dans un premier temps, puis après avoir analysé les résultats des premiers tests en groupe, et testé les expériences qui apportent des éléments intéressants (par exemple constater que le feutre se mélange à un solvant), proposer uniquement le matériel décrit dans cette fiche et relancer le défi. Dans un troisième temps l’animateur peut guider le groupe en montrant un liquide montant par capillarité dans le papier filtre, ou en montrant une bande de papier filtre portant déjà une trace de colorant décomposé etc…
 
−
|Notes=https://fr.vikidia.org/wiki/Chromatographie
 
  
−
https://fr.wikipedia.org/wiki/Chromatographie
+
http://www.cnrs.fr/cnrs-images/chimieaulycee/THEMES/acidite/ph.htm
  
−
[https://fr.wikipedia.org/wiki/Capillarité https://fr.wikipedia.org/wiki/Capillarit%C3%A9]
+
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
 
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Version du 2 avril 2020 à 12:23

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 ?

Auteur avatarAdrien | Dernière modification 21/04/2020 par Audrey LRSY

Transforme la couleur du jus de choux rouge Couleur qui changent Chou rouge.jpg
Difficulté
Facile
Durée
10 minute(s)
Disciplines scientifiques
Chimie, Science de la vie, Optique
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
<languages />
Licence : Attribution (CC-BY)

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 ?


Video d'introduction

Choux rouge
Item-Choux rouge Chou rouge.jpg
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
Item-Couteau 250px-Couteau.JPG
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
Item-Cuillère 250px-Cuillere.jpg
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
Item-Passoire passoire.jpg
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
Item-Bouilloire DSC 0428-min.JPG
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
Item-Eau t l chargement.jpeg
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
Item-Pot en verre Capture 7.PNG
Pot en verre (récupéré après consommation de yaourt, etc.)
Entonnoir
Item-Entonnoir 601px-Kitchen Funnel.jpg
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
Item-bouteille de verre Bouteille.jpg
Une bouteille, mais en verre quoi.
Saladier
Item-Saladier an-artistic-white-ceramic-bowl-on-a-white-background-picture-id97536357.jpg
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
Item-Bicarbonate DSC 0432-min.JPG
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
Item-Lessive Plastic spoon n Laundry detergent n Washing powder in white.jpg
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
Item-Citron 250px-Citron.jpg
Le citron est un agrume. C'est le fruit du citronnier
Boisson gazeuse
Item-Boisson gazeuse.jpg
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
Item-Vinaigre 20181218 152341-min.jpg
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 !

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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).
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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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