Passez la canneberge…Volcan!

Concepts clés
Chimie
Acides
Bases
Réactions

Introduction
Vous aimez peut-être la sauce aux canneberges, mais si vous avez déjà goûté une vraie canneberge, vous avez probablement été surpris par le goût – définitivement pas aussi sucré que la sauce ou les baies séchées sucrées ! Les canneberges pures et le jus de canneberge sont très acides à manger, mais ils peuvent être délicieux lorsqu’ils sont combinés avec d’autres ingrédients (comme le zeste d’orange et le sucre).

Les canneberges sont acides, comme les citrons ou les limes. Les aliments qui sont acides auront généralement un goût aigre ou acidulé, donc nous les utilisons pour égayer un repas, mais nous les mangeons rarement seuls. (Pouvez-vous imaginer manger un citron entier – aïe !) En plus d’être acides, les canneberges contiennent également un pigment spécial qui change de couleur et que nous pouvons utiliser pour tester si quelque chose est un acide ou une base. Dans cette activité, nous utiliserons des canneberges (dans ce cas, du jus de canneberge) pour identifier les acides et les bases et pour observer les réactions chimiques qui se produisent lorsqu’on mélange les deux. Qui aurait su que les canneberges étaient bien plus que de la sauce !

Contexte
Si vous avez déjà reçu du jus de citron dans une coupure et senti cette piqûre, alors vous connaissez un peu les acides. Et vous connaissez probablement aussi les bases : Lorsque vous vous lavez les mains et que vous ressentez cette sensation de glissement due au savon, c’est une base. La plupart des liquides sont soit des acides soit des bases, mais certains acides et bases sont plus forts que d’autres. Le jus de citron pique lorsque tu t’en mets dans une coupure parce qu’il est acide. Mais d’autres types d’acides très forts peuvent dissoudre le bois et le métal. Croyez-le ou non, l’acide contenu dans votre estomac (qui aide à dissoudre vos aliments) est un acide très fort. Si vous déposiez un peu de votre acide gastrique sur un bloc de bois, l’acide le rongerait !

Pour mesurer le degré d’acidité ou de basicité d’un liquide, nous utilisons l’échelle de pH. Cette échelle classe les liquides de 0 à 14, 0 étant le plus acide et 14 le plus basique. Nous pouvons déterminer le degré d’acidité ou de basicité d’un liquide en testant sa réaction avec d’autres substances. Nous utilisons souvent des indicateurs de pH à cette fin, qui prennent différentes couleurs selon qu’ils sont exposés à un acide ou à une base.

Les canneberges sont spéciales parce qu’elles contiennent un indicateur de pH naturel – des pigments appelés anthocyanines, qui changent de couleur selon le pH de leur environnement. Dans cette activité, nous allons utiliser cette capacité spéciale des canneberges pour observer une réaction chimique et observer comment la basicité ou l’acidité change la couleur d’un indicateur de pH.

Matériels

• Trois tasses de jus de canneberge pur, 100 pour cent (pas de cocktail de jus de canneberge)
• Bicarbonate de soude
• Jus de citron (quatre cuillères à soupe, environ deux citrons, car le jus fraîchement pressé fonctionne le mieux)
• Quatre gobelets en verre ou en plastique transparent
• Un grand bol ou plat à gratin en plastique ou en verre transparent (Un grand moule en verre fonctionne bien.)
• Cuillère à mesurer (cuillère à soupe)
• Tasse à mesurer (taille d’une tasse)
• Un poste de travail plat qui peut être exposé à certains déversements (y compris le jus de canneberge)

Préparation

• Utiliser la tasse à mesurer pour mesurer une tasse de jus de canneberge dans trois des tasses transparentes.
• Utilisez à nouveau le gobelet doseur pour mesurer une tasse d’eau dans le quatrième gobelet transparent.
• Si vous utilisez du jus de citron frais (recommandé), pressez le citron et mettez le jus de côté dans une tasse ou un bol.
• Placez les trois gobelets contenant le jus côte à côte dans le grand plat. Nous appellerons le gobelet de gauche le gobelet 1, celui du milieu le gobelet 2, et le gobelet de droite le gobelet 3. Le gobelet avec de l’eau est le gobelet d’eau, qui doit être mis de côté pour le moment.

Procédure

• Utilisez votre cuillère à mesurer pour mesurer deux cuillères à soupe de jus de citron dans le gobelet 1. Comparez la couleur du jus de canneberge dans le gobelet 1, avec la couleur du jus dans le gobelet 2 (sans citron). Que remarquez-vous à propos de la couleur du liquide dans la tasse 1 ? A-t-elle changé lorsque vous avez ajouté le jus de citron ? Si oui, le jus de citron l’a-t-il rendu plus clair ou plus foncé ?
• Mettez la tasse 1 de côté pour le moment.
• Avec votre cuillère à mesurer, mesurez une cuillère à soupe de bicarbonate de soude et versez-la dans la tasse 3 (à droite). Que se passe-t-il lorsque le bicarbonate de soude atteint le jus de canneberge ? Que voyez-vous ? Qu’entendez-vous ? Qu’arrive-t-il au jus ? Y en a-t-il plus ou moins dans la tasse ?
• Laissez la réaction se poursuivre pendant au moins deux minutes. Quand il n’y a plus de mousse créée, regardez le jus au fond du gobelet 3. Comparez-le avec le gobelet 2. Que remarquez-vous à propos de la couleur du liquide dans le gobelet 3 ? Est-il plus foncé, plus clair ou identique à celui du gobelet 2 ? Qu’en est-il du volume de jus dans le gobelet 3 ? Y en a-t-il plus ou moins dans le gobelet 3 que dans le gobelet 2 ? A ton avis, qu’est-ce qui a provoqué les changements que tu observes dans le gobelet 3 ?
• Remettez la tasse 1 dans votre plat, de sorte que les trois tasses soient à nouveau alignées dans l’ordre. Compare la couleur et le volume de chaque gobelet. Quel gobelet est le plus différent des autres ? Qu’est-ce qui la rend différente ?
• Rincez votre cuillère à mesurer pour qu’il n’y ait pas de bicarbonate de soude dessus. Utilise-la ensuite pour ajouter deux cuillères à soupe de jus de citron à la tasse 3. Que se passe-t-il lorsque tu ajoutes du jus de citron à la tasse 3 ? Remarques-tu des différences dans la réaction par rapport à l’ajout de bicarbonate de soude ? En quoi cette réaction est-elle différente ? En quoi est-elle la même ?
• Laissez la réaction se poursuivre pendant environ deux minutes, jusqu’à ce qu’il n’y ait plus de mousse. Est-ce que quelque chose a changé dans la tasse 3 après que vous ayez ajouté le jus de citron ? Si oui, qu’est-ce qui a changé ? A votre avis, qu’est-ce qui a provoqué les changements que vous observez ?
• Utilisez votre cuillère à mesurer pour mesurer deux cuillères à soupe de bicarbonate de soude dans la tasse d’eau. Observez ce qui se passe lorsque vous ajoutez le bicarbonate de soude. Que remarquez-vous à propos de l’eau ? Est-ce que quelque chose a changé ? Qu’est-ce que cela vous apprend sur la réaction du jus de canneberge et du bicarbonate de soude ? Le bicarbonate de soude fait-il toujours mousser les liquides, ou seulement certains liquides ?
• Extra : Si vous avez assez de jus de canneberge et de citron, essayez d’ajouter du bicarbonate de soude à deux tasses de jus de canneberge côte à côte. Laissez la réaction se produire. Ajoutez maintenant du jus de citron dans une seule des tasses. Comparez la couleur et le volume du jus ainsi que l’aspect de la mousse dans les deux tasses. Qu’est-ce qui est différent dans les deux tasses ?
• Extra : Essayez d’ajouter deux cuillères à soupe de jus de citron à une tasse de jus de canneberge, puis d’ajouter du bicarbonate de soude. Comment cela change-t-il la réaction ?
• Extra : Essayez d’augmenter la quantité de bicarbonate de soude que vous ajoutez. (Assurez-vous de garder cela dans votre plat pour que cela ne soit pas salissant !) Est-ce que le fait d’ajouter plus de bicarbonate de soude rend la réaction plus rapide ? Est-ce que cela augmente la quantité de mousse ?
• Extra : Avec l’aide d’un adulte, essaie de faire passer au micro-ondes une tasse de jus de canneberge pendant environ une minute, ce qui le rend tiède (mais pas chaud). Ajoutez le bicarbonate de soude au jus chaud. La température du jus modifie-t-elle la réaction ?

Observations et résultats
Vous avez peut-être remarqué que la couleur du jus de canneberge a changé lorsque vous avez ajouté du jus de citron ou du bicarbonate de soude. L’ajout du bicarbonate de soude aurait dû faire prendre au jus une couleur plus foncée alors que l’ajout du jus de citron l’a rendu légèrement plus clair. Cela se produit en raison des pigments étonnants que contiennent les canneberges, les anthocyanes, qui agissent comme un indicateur de pH. Les anthocyanes changent de couleur selon qu’elles réagissent avec un acide ou une base. D’après cette activité, devinez-vous que les anthocyanes deviennent plus foncés lorsqu’ils entrent en contact avec une base ou avec un acide ? Si vous avez prédit base, vous avez raison ! Et en présence d’acides, les anthocyanes deviennent plus claires.

Lorsque tu as ajouté du bicarbonate de soude au jus de canneberge, une réaction s’est produite qui a libéré un gaz, lequel crée de grosses bulles ainsi que de petites bulles (mousse) dans le jus. En revanche, lorsque vous avez ajouté du bicarbonate de soude dans le gobelet d’eau, rien ne s’est produit : aucune mousse n’a été créée, juste de l’eau trouble. Pourquoi le bicarbonate de soude ne provoque-t-il pas une réaction dans l’eau comme il le fait dans le jus de canneberge ? La différence est que le jus de canneberge étant légèrement acide, il réagit avec tout ce qui est basique. Le bicarbonate de soude est une base, donc lorsqu’il entre en contact avec un acide comme le jus de canneberge, une réaction se produit. Mais lorsque le liquide a un pH neutre, comme l’eau, aucune réaction ne se produit.

Enfin, vous avez peut-être aussi remarqué que le volume (la quantité de jus) était moindre dans le gobelet 3 après la réaction du bicarbonate de soude. C’est parce que la mousse créée par la réaction était constituée du jus lui-même. (Vous avez probablement pu le constater parce que la mousse avait une couleur similaire.) Par conséquent, il restait moins de jus liquide dans le gobelet parce qu’une partie du jus s’est transformée en mousse pendant la réaction.

Plus à explorer
Acides, bases et l’échelle de pH, de Science Buddies
Cabbage Chemistry-Finding Acids and Bases, de Scientific American
Mesurer la quantité d’acide dans le vinaigre par titrage avec une solution d’indicateur, de Science Buddies
Science Activity for All Ages ! de Science Buddies

Cette activité vous est proposée en partenariat avec Science Buddies

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