Passa il mirtillo rosso…Vulcano!

Concetti chiave
Chimica
Acidi
Basi
Reazioni

Introduzione
Ti potrebbe piacere la salsa di mirtilli, ma se hai mai assaggiato un vero mirtillo rosso, probabilmente sei rimasto sorpreso dal suo sapore: decisamente non dolce come la salsa o le bacche secche zuccherate! I mirtilli puri e il succo di mirtillo sono molto aspri da mangiare, ma possono essere deliziosi se combinati con altri ingredienti (come la scorza d’arancia e lo zucchero).

I mirtilli sono acidi, simili ai limoni o alle limette. Gli alimenti che sono acidi di solito hanno un sapore acido o aspro, quindi li usiamo per ravvivare un pasto, ma raramente li mangiamo da soli. (Oltre ad essere acidi, i mirtilli contengono anche uno speciale pigmento che cambia colore, che possiamo usare per verificare se qualcosa è un acido o una base. In questa attività useremo i mirtilli (in questo caso, il succo di mirtillo) per identificare acidi e basi e per osservare le reazioni chimiche che si creano quando si mescolano i due. Chi immaginava che i mirtilli fossero molto di più di una salsa?

Sfondo
Se hai mai avuto del succo di limone in un taglio e hai sentito quella puntura, allora conosci un po’ gli acidi. E probabilmente conosci anche le basi: Quando ti lavi le mani e hai quella sensazione di scivolosità dovuta al sapone, quella è una base. La maggior parte dei liquidi è un acido o una base, ma alcuni acidi e basi sono più forti di altri. Il succo di limone brucia quando lo metti in un taglio perché è acido. Ma altri tipi di acidi molto forti possono dissolvere legno e metallo. Che tu ci creda o no, l’acido del tuo stomaco (che aiuta a sciogliere il cibo) è un acido molto forte. Se fai cadere un po’ di acido dello stomaco su un blocco di legno, l’acido lo divorerebbe!

Per misurare quanto è acido o basico un liquido, usiamo la scala del pH. Questa scala classifica i liquidi da 0 a 14, dove 0 è il più acido e 14 il più basico. Possiamo identificare quanto è acido o basico qualcosa testando come reagisce con altre cose. A questo scopo usiamo spesso degli indicatori di pH, che diventano di colori diversi a seconda che siano esposti a un acido o a una base.

I mirtilli sono speciali perché contengono un indicatore naturale di pH, dei pigmenti chiamati antociani, che cambiano colore a seconda del pH del loro ambiente. In questa attività useremo questa capacità speciale dei mirtilli per osservare una reazione chimica e osservare come la basicità o l’acidità cambia il colore di un indicatore di pH.

Materiali

• Tre tazze di puro succo di mirtillo rosso al 100% (non cocktail di succo di mirtillo rosso)
• Baking soda
• Succo di limone (quattro cucchiai, circa due limoni, come succo spremuto fresco funziona meglio)
• Quattro bicchieri di vetro chiaro o plastica
• Una grande ciotola o casseruola di plastica o vetro chiaro (Una grande teglia di vetro funziona bene.)
• Cucchiaio di misura (cucchiaio)
• Tazzina di misura (una tazza)
• Una stazione di lavoro piana che può essere esposta ad alcune fuoriuscite (incluso il succo di mirtillo)

Preparazione

• Usa la tazza di misura per misurare una tazza di succo di mirtillo in tre delle tazze chiare.
• Utilizzare di nuovo il misurino per misurare una tazza di acqua nella quarta tazza chiara.
• Se si usa il succo di limone fresco (consigliato), spremere il limone e mettere il succo da parte in una tazza o ciotola.
• Porre le tre tazze con il succo fianco a fianco nel piatto grande. Chiameremo la tazza a sinistra tazza 1, quella centrale è la tazza 2, e la tazza a destra è la tazza 3. La tazza con l’acqua è la tazza dell’acqua, che dovrebbe essere messa da parte per ora.

Procedura

• Usa il tuo misurino per misurare due cucchiai di succo di limone nella tazza 1. Confronta il colore del succo di mirtillo nella tazza 1, con il colore del succo nella tazza 2 (senza limone). Cosa notate del colore del liquido nella tazza 1? È cambiato quando avete aggiunto il succo di limone? Se sì, il succo di limone lo ha reso più chiaro o più scuro?
• Metti da parte la tazza 1 per ora.
• Utilizzando il tuo misurino, misura un cucchiaio di bicarbonato e versalo nella tazza 3 (a destra). Cosa succede quando il bicarbonato raggiunge il succo di mirtillo? Cosa vedi? Cosa senti? Cosa succede al succo? C’è più o meno nella tazza?
• Lascia che la reazione continui per almeno due minuti. Quando non c’è più schiuma, guarda il succo sul fondo della tazza 3. Confrontalo con quello della tazza 2. Cosa succede? Confrontalo con la tazza 2. Cosa noti del colore del liquido nella tazza 3? È più scuro, più chiaro o uguale a quello della tazza 2? E il volume del succo nella tazza 3? Ce n’è di più o di meno nella tazza 3 rispetto alla tazza 2? Cosa pensi abbia causato i cambiamenti che osservi nella tazza 3?
• Rimetti la tazza 1 nel tuo piatto, in modo che tutte e tre le tazze siano di nuovo allineate in ordine. Confronta il colore e il volume di ogni tazza. Quale tazza è la più diversa dalle altre? Cosa la rende diversa?
• Sciacqua il tuo misurino in modo che non ci sia bicarbonato di sodio. Poi usalo per aggiungere due cucchiai di succo di limone alla tazza 3. Cosa succede quando aggiungi il succo di limone alla tazza 3? Noti qualche differenza nella reazione rispetto a quando hai aggiunto il bicarbonato? In che modo questa reazione è diversa? Come è la stessa?
• Lascia che la reazione continui per circa due minuti, finché non si crea più schiuma. E’ cambiato qualcosa nella tazza 3 dopo aver aggiunto il succo di limone? Se sì, cosa è cambiato? Cosa pensi abbia causato i cambiamenti che hai osservato?
• Usa il tuo misurino per misurare due cucchiai di bicarbonato di sodio nella tazza dell’acqua. Osserva cosa succede quando aggiungi il bicarbonato. Cosa noti sull’acqua? È cambiato qualcosa? Cosa ti dice questo sulla reazione del succo di mirtillo e del bicarbonato di sodio? Il bicarbonato fa sempre schiumare i liquidi o solo alcuni?
• Extra: Se hai abbastanza succo di mirtillo e di limone, prova ad aggiungere bicarbonato di sodio a due tazze affiancate di succo di mirtillo. Lasciate che la reazione abbia luogo. Ora aggiungete il succo di limone a una sola delle tazze. Confrontate il colore e il volume del succo e l’aspetto della schiuma nelle due tazze. Cosa c’è di diverso nelle due tazze?
• Extra: Prova ad aggiungere due cucchiai di succo di limone ad una tazza di succo di mirtillo, e poi aggiungi il bicarbonato di sodio. Come cambia la reazione?
• Extra: Prova ad aumentare la quantità di bicarbonato di sodio che aggiungi. (Assicurati di tenere questo nel tuo piatto in modo che non si sporchi!) L’aggiunta di più bicarbonato di sodio fa sì che la reazione avvenga più velocemente? Aumenta la quantità di schiuma?
• Extra: Con un aiutante adulto, prova a scaldare al microonde una tazza di succo di mirtillo per circa un minuto, rendendolo caldo (ma non bollente). Aggiungi il bicarbonato di sodio al succo caldo. La temperatura del succo cambia la reazione?

Osservazioni e risultati
Potresti aver notato che il colore del succo di mirtillo è cambiato quando hai aggiunto il succo di limone o il bicarbonato. L’aggiunta del bicarbonato avrebbe dovuto far diventare il succo un colore più scuro, mentre l’aggiunta del succo di limone lo ha reso leggermente più chiaro. Questo avviene a causa dei sorprendenti pigmenti che i mirtilli contengono, gli antociani, che agiscono come un indicatore di pH. Le antocianine cambiano colore a seconda che stiano reagendo con un acido o una base. Da questa attività indovineresti che gli antociani diventano più scuri quando entrano in contatto con una base o con un acido? Se hai previsto la base, hai ragione! E in presenza di acidi le antocianine diventano di colore più chiaro.

Quando hai aggiunto il bicarbonato di sodio al succo di mirtillo, è avvenuta una reazione che ha rilasciato un gas, che crea grandi bolle e piccole bolle (schiuma) nel succo. Quando hai aggiunto il bicarbonato di sodio alla tazza d’acqua, tuttavia, non è successo nulla – non si è creata alcuna schiuma, solo un po’ di acqua torbida. Perché il bicarbonato di sodio non provoca una reazione nell’acqua come fa nel succo di mirtillo? La differenza è che, poiché il succo di mirtillo è leggermente acido, reagisce con tutto ciò che è basico. Il bicarbonato di sodio è una base, quindi quando entra in contatto con un acido come il succo di mirtillo, si verifica una reazione. Ma quando il liquido è a pH neutro, come l’acqua, non si verifica alcuna reazione.

Infine, potresti anche aver notato che il volume (quantità di succo) era inferiore nella tazza 3 dopo la reazione con il bicarbonato. Questo perché la schiuma creata dalla reazione era composta dal succo stesso. (Quindi, c’era meno succo liquido rimasto nella tazza perché parte del succo è diventato schiuma durante la reazione.

Altro da esplorare
Acidi, basi e la scala del pH, da Science Buddies
Cabbage Chemistry-Finding Acids and Bases, da Scientific American
Measuring the Amount of Acid in Vinegar by Titration with an Indicator Solution, da Science Buddies
Science Activity for All Ages! da Science Buddies

Questa attività vi è stata proposta in collaborazione con Science Buddies