6 INDICATEURS DE PH NATURELS ET AVANTAGES D'EXTRACTION DE COLORANT - CHIMIE - 2025

Les indicateurs de pH naturels sont des molécules responsables des colorations observées dans les plantes, les fruits ou les fleurs et certains légumes. Ils consistent dans leur grande majorité d'une famille de composés organiques appelés anthocyanes, qui sont identifiés dans la nature par leurs couleurs bleues, rouges et violettes.

Par conséquent, si nous avons un fruit rougeâtre, il est probable que sa couleur soit due à un ensemble d'anthocyanes. Ceux-ci ont une structure moléculaire qui leur permet d'absorber les photons, réfléchissant les longueurs d'onde que nos yeux reçoivent et que le cerveau interprète comme couleur. Lorsqu'il y a une variation de pH, leurs structures changent et, par conséquent, la couleur que nous percevons.

La couleur des hortensias varie en fonction de l'acidité ou de l'alcalinité des sols où poussent vos plantes. Source: Pixnio.

Un exemple bien connu est celui des hortensias. Dans les sols acides, riches en aluminium et autres cations métalliques, ils présentent des pétales bleuâtres (image du haut). Au fur et à mesure que l'acidité du sol est neutralisée ou diminuée, les hortensias présentent des teintes violettes, ayant finalement des pétales rougeâtres ou roses dans les sols basiques.

Plusieurs des couleurs que nous observons dans les fruits ou les fleurs sont sensibles aux changements de pH; cependant, le changement de couleur (changement) subi par ces colorants naturels n'est pas toujours favorable à leur utilisation comme indicateurs acido-basiques dans un laboratoire.

Extraction de colorant

L'avantage de travailler avec des indicateurs naturels est que des expériences peuvent être menées sur la sécurité domestique et avec des matériaux et ingrédients simples. Tout d'abord, le colorant doit être éliminé à l'aide d'un solvant. Cela peut être de l'eau ou de l'alcool à friction.

Le but de cette extraction est d'avoir une solution colorée, dont le pH sera varié en ajoutant des produits du quotidien.

Il existe de nombreuses méthodes pour l'obtenir. L'une d'elles consiste à laisser la peau des fruits, des fleurs, des tiges, etc. tremper dans un récipient contenant de l'eau ou de l'alcool pendant une nuit. Le processus aura de meilleures performances si le matériau à partir duquel le colorant sera extrait est préalablement broyé; soit dans un mortier, en l'effritant avec vos mains ou en le mélangeant.

Une autre méthode, beaucoup plus rapide, consiste à faire reposer le matériau dans un chaudron avec de l'eau bouillante pendant une demi-heure. Enfin, à l'aide d'un tamis ou d'un tamis (ou d'un papier filtre si disponible), nous procédons à l'élimination des solides restants et conservons le liquide ou la solution colorée.

Nous aurons ensuite notre indicateur, qui sera soumis à l'acide citrique, au vinaigre, au bicarbonate de sodium et aux détergents. De cette manière, son changement de couleur peut être vu des valeurs de pH acide (pH <7) à basique (pH> 7).

Indicateurs de pH naturel

Safran des Indes

Étant donné que les couleurs ne sont pas dues à un seul colorant, mais à un mélange de dix ou plus, les indicateurs naturels doivent être mentionnés en fonction du fruit ou des fleurs qu'ils composent.

On commence donc par la poudre de curcuma, dont la couleur orange est caractéristique de ce légume et est due à sa teneur en curcuminoïdes. Une extraction du curcuma produira une solution jaunâtre. Si du vinaigre y est ajouté, il deviendra incolore, comme si de l'acide citrique (de jus de citron, de fruit de la passion, etc.) était ajouté.

Pendant ce temps, la solution de curcuma passera du jaune au rouge si du bicarbonate de soude, du détergent ou de l'eau savonneuse y sont ajoutés. Cette expérience peut être faite dans n'importe quelle cuisine ou sur une table près du garde-manger.

Betteraves

Le jus de betterave (déjà tamisé) est l'un des indicateurs naturels les plus connus dans les expériences des enfants. De pH 2 à 9, il présente des couleurs rougeâtres, devenant de plus en plus violettes à mesure que l'alcalinité du milieu augmente. Cependant, dans les milieux fortement alcalins, il a une couleur jaune.

Par conséquent, le jus de betterave serait un bon indicateur pour détecter les augmentations soudaines de l'alcalinité.

Chou rouge

Le jus de chou rouge est encore mieux connu et utilisé que le jus de betterave. Ses variations de couleur sont plus évidentes et utiles, donc il s'agit probablement d'un mélange plus complexe d'anthocyanes.

Fraîchement préparé à pH neutre, il présente sa couleur violette typique. Si de l'acide est ajouté, il deviendra rouge. Pendant ce temps, si une base est ajoutée, elle deviendra bleue (pH = 8), verte (pH = 9-13) et enfin jaune (pH = 14).

Baies

Certaines baies, comme les cerises, les myrtilles, les mûres et les raisins (bien que ces derniers soient également considérés comme des fruits), ont une teneur en anthocyanes qui en fait des indicateurs acido-basiques naturels.

Par exemple, le jus de raisin se comporte de la même manière que le jus de betterave ou de chou; cependant, les couleurs obtenues sont différentes et moins variées. À pH acide, le jus de raisin devient jaune-orange; tandis qu'au pH basique, il a des couleurs vert olive, qui s'intensifient à mesure que le pH approche 14.

Pour les cerises et les mûres, les changements de couleur vont du rouge (acide) au bleu ou au violet (basique). En revanche, les anthocyanes des bleuets se comportent comme ceux du chou violet; les deux indicateurs génèrent des couleurs très similaires, à la différence que les solutions de myrtilles ne deviennent bleues à aucun moment.

Pétales de fleur

Les pétales de fleurs peuvent également être broyés pour en préparer des solutions aqueuses ou alcooliques. Les roses, par exemple, produisent des solutions incolores à pH neutre. Mais dans les milieux acides (pH <4), ils virent au rose, tandis que dans les milieux basiques (pH> 8), ils se tournent vers des colorations verdâtres-jaunâtres.

En revanche, les solutions préparées avec des pétales d'hibiscus restent orange jusqu'à pH 7, quand elles commencent à virer au violet foncé à des valeurs de pH alcalines.

L'expérience peut être répétée et analysée avec des pétales de géraniums, pétunias, pivoines, gloires du matin, entre autres fleurs.

Oignons

En pelant la peau des fruits ou des légumes, on prépare des solutions qui sont réévaluées comme indicateurs naturels. Avec les oignons, par exemple, on obtient une solution de tons rosés, accentuée en pH acide, et qui peu à peu vire au vert jaunâtre en pH basique.

Les solutions de base d'oignons ne se caractérisent pas seulement par leur couleur verdâtre, mais elles sont également inodores. Ils ne sentent plus les oignons.

De même, vous pouvez procéder avec les peaux de poires, prunes, pêches, pommes et navets. Cependant, vos indicateurs résultants ne seront pas comparés à ceux du chou violet ou de la myrtille.

Références

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