De nombreuses substances naturelles possèdent la propriété de changer de couleurcouleur en fonction de l'acidité du milieu. Ainsi le thé s'éclaircit en présence de citron (acide citriqueacide citrique) ou encore certaines fleurs, comme les hortensias, changent de couleur et passent du rose au bleu en fonction de l'acidité du sol. Forts de ces observations, les chimistes ont mis au point, il y a de nombreuses années, des substances capables de changer de couleur selon que le milieu est acide, basique ou neutre. On les appelle des indicateurs colorés.

Le chou rouge possède des colorants naturels. © Congerdesign, domaine public
Le chou rouge possède des colorants naturels. © Congerdesign, domaine public

Le jus du chou rouge, un indicateur coloré naturel

La couleur du chou rouge est due à la présence de moléculesmolécules de la famille des anthocyanes, colorants naturels présents dans de nombreux fruits rouges (fraisesfraises, mûres, cerisescerises, myrtillesmyrtilles...). Ces molécules possèdent la particularité de voir leur structure varier suivant l'acidité du milieu, et donc de changer de couleur (rouge, bleue, incolore et jaune en fonction du pH environnant). Selon le pH de la solution, il est donc possible d'avoir une seule de ces structures (coloration rouge de la solution, par exemple) ou encore un mélange de plusieurs formes (on observera, par exemple, une coloration verte, mélange de la forme « bleue » et de la forme « jaune »).

Préparation de l’indicateur coloré

  • Mettre à chauffer un litre d'eau (une eau minéraleeau minérale dont le pH est neutre) dans une casserole.
  • Couper la moitié d'un chou rouge en plusieurs morceaux et les mettre dans l'eau. On peut utiliser un hachoir électrique pour faciliter cette opération (attention ! Demander de l'aide à un adulte).
  • Lorsque l'eau arrive à ébullition, baisser le feufeu et maintenir chaud pendant environ 15 minutes.
  • Retirer les morceaux de chou rouge, puis filtrer la solution à l'aide d'un filtre à café et d'un entonnoir.
Le jus de chou rouge, obtenu après filtration, est un indicateur coloré. © Dunod
Le jus de chou rouge, obtenu après filtration, est un indicateur coloré. © Dunod

Le filtratfiltrat ainsi obtenu est un indicateur coloré. Il doit avoir une coloration violette assez intense s'il est suffisamment concentré.

Les anthocyanes présents dans le chou rouge sont solubles dans l'eau et sont donc extraits par décoction. La décoction permet une extraction des principes actifsprincipes actifs plus complète qu'une infusioninfusion, car le liquideliquide est maintenu en ébullition, mais ne peut s'appliquer qu'aux substances peu sensibles à la température.

Un milieu acide ?

Avant de tester les différentes solutions, nous avons besoin d'une gamme de référence, de ce que les scientifiques appellent un étalon. Il existe de nombreux documents permettant de connaître la couleur de notre indicateur coloré en fonction du pH du milieu dans lequel il se trouve. Nous retiendrons principalement que les nuances de rouge, rose et violet correspondent à un milieu acide, tandis que les nuances de bleu vert et jaune correspondent à un milieu basique.

Avec du jus de chou rouge dans chaque tube à essai, les ingrédients ajoutés produisent un changement de couleur, dû à leur pH différent. © Dunod
Avec du jus de chou rouge dans chaque tube à essai, les ingrédients ajoutés produisent un changement de couleur, dû à leur pH différent. © Dunod

À l'aide d'une dizaine de tubes à essai ou à défaut de petits verresverres, versez dans chacun d'entre eux environ cinq millilitres de jus de chou rouge, puis ajoutez, suivant les cas et observez les changements de couleur...

Du vinaigre blanc ajouté dans du jus de chou rouge changera la couleur de la solution. © Dunod
Du vinaigre blanc ajouté dans du jus de chou rouge changera la couleur de la solution. © Dunod

Le jus de citron, le vinaigre blanc, le bicarbonatebicarbonate de soudesoude ou les lessives sont des substances de pH très différent : les couleurs des solutions doivent donc varier du rose au jaune en passant par le bleu. N'hésitez pas à poursuivre cette expérience en utilisant d'autres produits...