Pass på tranebær…vulkan!

Nøglebegreber
Kemi
Syrer
Baser
Baser
Reaktioner

Indledning
Du kan godt lide tranebærsauce, men hvis du nogensinde har smagt et rigtigt tranebær, er du sikkert blevet overrasket over smagen – den er bestemt ikke så sød som saucen eller de sødede tørrede bær! Rene tranebær og tranebærsaft er meget syrlige at spise, men de kan være lækre, når de kombineres med andre ingredienser (f.eks. appelsinskal og sukker).

Tranebær er syrlige, svarende til citroner eller limefrugter. Fødevarer, der er sure, vil normalt smage surt eller syrligt, så vi bruger dem til at pifte et måltid op, men vi spiser dem sjældent i sig selv. (Kan du forestille dig at spise en hel citron?) Ud over at være sure indeholder tranebær også et særligt farveskiftende pigment, som vi kan bruge til at teste, om noget er en syre eller en base. I denne aktivitet vil vi bruge tranebær (i dette tilfælde tranebærsaft) til at identificere syrer og baser og til at observere de kemiske reaktioner, der opstår, når man blander de to. Hvem vidste, at tranebær var så meget mere end sauce!

Baggrund
Hvis du nogensinde har fået citronsaft i et sår og mærket det sviende stik, så ved du lidt om syrer. Og du ved sikkert også noget om baser: Når du vasker dine hænder og får den glatte fornemmelse af sæben – det er en base. De fleste væsker er enten en syre eller en base, men nogle syrer og baser er stærkere end andre. Citronsaft svier, når du får den i et sår, fordi den er syreholdig. Men andre typer meget stærke syrer kan opløse træ og metal. Tro det eller ej, men syren i din mave (som er med til at opløse din mad) er en meget stærk syre. Hvis du smed lidt af din mavesyre på en træblok, ville syren æde sig lige igennem den!

For at måle, hvor sur eller basisk en væske er, bruger vi pH-skalaen. Denne skala rangerer væsker fra 0 til 14, hvor 0 er det mest sure og 14 det mest basiske. Vi kan identificere, hvor surt eller basisk noget er, ved at teste, hvordan det reagerer med andre ting. Vi bruger ofte pH-indikatorer til dette formål, som får forskellige farver, alt efter om de udsættes for en syre eller en base.

Cranberries er specielle, fordi de indeholder en naturlig pH-indikator – pigmenter kaldet anthocyaniner, som skifter farve afhængigt af pH-værdien i deres omgivelser. I denne aktivitet vil vi bruge denne særlige evne hos tranebær til at observere en kemisk reaktion og se, hvordan basiskhed eller surhed ændrer farven på en pH-indikator.

Materialer

• Tre kopper ren, 100 procent tranebærsaft (ikke tranebærjuicecocktail)
• Bagepulver
• Citronsaft (fire spiseskefulde, ca. to citroner, som friskpresset saft fungerer bedst)
• Fire klare glas- eller plastikbægre
• En stor klar skål eller gryderet i plastik eller glas (en stor glasbageform fungerer godt.)
• Måleske (spiseskefuld)
• Målebæger (en kop størrelse)
• En flad arbejdsplads, der kan udsættes for en del spild (herunder tranebærsaft)

Forberedelse

• Brug målebægeret til at måle en kop tranebærsaft op i tre af de klare kopper.
• Brug målebægeret igen til at afmåle en kop vand i den fjerde klare kop.
• Hvis du bruger frisk citronsaft (anbefales), saftes citronen, og saften sættes til side i en kop eller skål.
• Sæt de tre kopper med saft i dem ved siden af hinanden i det store fad. Vi kalder bægeret til venstre for bæger 1, det i midten er bæger 2, og bægeret til højre er bæger 3. Bægeret med vand er vandbægeret, som skal stilles til side indtil videre.

Procedure

• Brug din måleske til at måle to spiseskefulde citronsaft af i bæger 1. Sammenlign farven på tranebærsaft i bæger 1 med farven på saften i bæger 2 (uden citron). Hvad bemærker du ved farven på væsken i bæger 1? Ændrede den sig, da du tilsatte citronsaften? Hvis ja, gjorde citronsaften den lysere eller mørkere?
• Sæt bæger 1 til side indtil videre.
• Med din måleske måler du en spiseskefuld bagepulver af og hælder det i bæger 3 (til højre). Hvad sker der, når bagepulveret når ned til tranebærjuicen? Hvad kan du se? Hvad kan du høre? Hvad sker der med saften? Er der mere eller mindre i bægeret?
• Lad reaktionen fortsætte i mindst to minutter. Når der ikke dannes mere skum, skal du kigge på saften i bunden af bæger 3. Sammenlign den med bæger 2. Hvad bemærker du ved farven på væsken i bæger 3? Er den mørkere, lysere eller den samme som den i bæger 2? Hvad med mængden af saft i bæger 3? Er der mere eller mindre i bæger 3 sammenlignet med bæger 2? Hvad tror du, der forårsagede de ændringer, du observerer i bæger 3?
• Sæt bæger 1 tilbage i din skål, så alle tre bægre igen står i rækkefølge. Sammenlign farven og rumfanget i hver kop. Hvilken kop er mest forskellig fra de andre? Hvad gør den anderledes?
• Skyl din måleske af, så der ikke er bagepulver på den. Brug den derefter til at tilsætte to spiseskefulde citronsaft til bæger 3. Hvad sker der, når du tilsætter citronsaft til bæger 3? Kan du mærke nogen forskelle i reaktionen i forhold til, da du tilsatte bagepulver? Hvordan er denne reaktion anderledes? Hvordan er den den samme?
• Lad reaktionen fortsætte i ca. to minutter, indtil der ikke dannes mere skum. Ændrede der sig noget i bæger 3, efter at du tilsatte citronsaft? Hvis ja, hvad er anderledes? Hvad tror du, der forårsagede de ændringer, du observerede?
• Brug din måleske til at måle to spiseskefulde bagepulver op i vandbægeret. Observer, hvad der sker, når du tilsætter bagepulveret. Hvad bemærker du ved vandet? Er der noget, der har ændret sig? Hvad fortæller dette dig om reaktionen mellem tranebærsaft og bagepulver? Får bagepulver altid væsker til at skumme, eller kun nogle væsker?
• Ekstra: Hvis du har nok tranebær- og citronsaft, kan du prøve at tilsætte bagepulver til to kopper tranebærsaft, der står ved siden af hinanden. Lad reaktionen finde sted. Tilsæt nu citronsaft til blot en af kopperne. Sammenlign farven og mængden af saften, samt hvordan skummet ser ud i de to kopper. Hvad er forskelligt ved de to kopper?
• Ekstra: Prøv at tilsætte to spiseskefulde citronsaft til en kop tranebærsaft og derefter tilsætte bagepulver. Hvordan ændrer dette reaktionen?
• Ekstra: Prøv at øge mængden af bagepulver, som du tilsætter. (Sørg for at holde dette i din skål, så det ikke bliver rodet!) Får tilsætning af mere bagepulver reaktionen til at gå hurtigere? Øger det mængden af skum?
• Ekstra: Med en voksen hjælper kan du prøve at sætte en kop tranebærsaft i mikrobølgeovn i ca. et minut, så den bliver varm (men ikke varm). Tilsæt bagepulveret til den varme saft. Ændrer saftens temperatur reaktionen?

Observationer og resultater
Du har måske bemærket, at tranebærsaftens farve ændrede sig, da du tilsatte citronsaft eller bagepulver. Tilsætning af bagepulver skulle have fået saften til at få en mørkere farve, mens tilsætning af citronsaft gjorde den lidt lysere. Dette sker på grund af de fantastiske pigmenter, som tranebær indeholder, anthocyaninerne, som fungerer som en pH-indikator. Anthocyaniner ændrer farve afhængigt af, om de reagerer med en syre eller en base. Kan du ud fra denne aktivitet gætte, at anthocyaniner bliver mørkere, når de kommer i kontakt med en base eller med en syre? Hvis du forudsagde base, så har du ret! Og i nærvær af syrer bliver anthocyaninerne lysere i farven.

Da du tilsatte bagepulver til tranebærjuicen, fandt der en reaktion sted, som frigjorde en gas, der skaber store bobler samt små bobler (skum) i juicen. Da du tilførte bagepulver til vandbægeret, skete der imidlertid ikke rigtig noget – der blev ikke dannet noget skum, men blot noget grumset vand. Hvorfor forårsager bagepulver ikke en reaktion i vand på samme måde som i tranebærsaft? Forskellen er, at fordi tranebærsaft er let sur – den reagerer med alt, der er basisk. Bagepulver er en base, og når det derfor kommer i kontakt med en syre som tranebærsaft, opstår der en reaktion. Men når væsken er pH-neutral, som vand er, sker der ingen reaktion.

Sluttelig har du måske også bemærket, at volumenet (mængden af saft) var mindre i bæger 3 efter bagepulverreaktionen. Det skyldes, at det skum, der blev dannet ved reaktionen, bestod af selve saften. (Det kunne du sikkert se, fordi skummet havde samme farve.) Derfor var der mindre flydende saft tilbage i bægeret, fordi noget af saften blev til skum under reaktionen.

Mere at udforske
Syrer, baser og pH-skalaen, fra Science Buddies
Cabbage Chemistry-Finding Acids and Bases, fra Scientific American
Measuring the Amount of Acid in Vinegar by Titration with an Indicator Solution, fra Science Buddies
Science Activity for All Ages!, fra Science Buddies

Denne aktivitet er bragt i samarbejde med Science Buddies