Document n 2 Document n 1 TP : la magie des indicateurs colorées Pour changer l eau en vin, les magiciens peuvent utiliser les propriétés de changement de s des indicateurs colorés puisque l eau de la carafe est en fait une solution de phénolphtaléine, un indicateur coloré. L objectif de ce Tp est d expliquer le tour de magie. Pour cela vous devez réaliser les différents ateliers et répondrez aux questions posées. Puis vous rédigerez une synthèse afin d expliquer le tour de magie. Objectif 1: définir ce qu est un indicateur coloré acido-basique Atelier 1 : Le chou rouge À propos du chou rouge Le chou rouge est un légume riche en fibres et en vitamines, qui se consomme aussi bien en salade que cuit. La du chou rouge est due à la présence d un pigment naturel appartenant au groupe des anthocyanines. Ce pigment, qu on peut extraire par décoction, présente une propriété chimique intéressante qui se révèle lors de séances de cuisine hautes en s. Effectivement, la cuisson du chou rouge peut réserver des surprises : chou rouge et eau de cuisson deviennent rapidement bleus. Si l on ajoute un filet de jus de citron ou du vinaigre à cette eau de cuisson, elle devient violette. Après avoir égoutté le chou, une autre modification de peut surprendre le cuisinier : versée dans un évier contenant un détergent, l'eau de cuisson devient verte. d'après «Chimie des s et des odeurs» Quelques méthodes d'extraction du pigment du chou rouge Méthode 1 : Faire cuire le chou puis récupérer l'eau de cuisson par filtration. Méthode 2 : Broyer quelques feuilles de chou rouge dans un mortier avec de l eau distillée puis filtrer. Méthode 3 : Procéder à l extraction par chauffage (5min) dans l eau bouillante. 1. Préparer quelques dizaines de ml d'une solution de jus de chou rouge (appelée S c ) 2. Vous disposez de 6 solutions de ph différents. Numéroter 6 tubes à essais de 1 à 6 et ajouter 2 ml environ de la solution 1 dans le tube à essais 1, puis 2 ml de la solution 2 dans le tube à essais 2, etc Ajouter dans chaque tube à essais 20 gouttes de la solution de chou rouge S c. Agiter le contenu de chaque tube, observer puis noter les résultats dans le tableau suivant : solution 1 2 3 4 5 6 7 (H + + Cl - ) (CH 3 COO - +Na + ) Eau distillée Eau Volvic (NH 4 + + HO - ) (Na + + HO - ) ph 1 3 5 7 10 13 inconnu
Document n 3 Q1) Que mesure le ph d une solution? Q2) Rappelez quel est le ph d une solution neutre? acide? basique? Q3) Définir un indicateur coloré acido-basique. 3. On dispose d une solution de ph inconnu. Verser 2 ml de cette solution dans un tube à essai puis 20 gouttes de la solution de chou rouge. Déduire de vos observations un encadrement pour le ph de la solution obtenue. Vérifier avec le papier ph. Atelier 2 : Le bleu de bromothymol ou BBT 1. Préparer trois tubes à essai dans lesquels vous versez 2 ml environ des solutions de ph suivants : Solution 1 2 3 (H + + Cl - ) Eau Volvic (Na + + HO - ) ph 1 7 13 2. Ajouter à chacun des tubes quelques gouttes de BBT et compléter le tableau. Profil spectral du BBT à différentes valeurs de ph 9,0 ph = 2,0 ph = 6,7 ph = Q4. Vérifier avec les courbes du document 3 les s observées pour les solutions acide et basique contenant du BBT. Q5. Pourquoi est-il possible de déduire de ces courbes qu'il existe deux formes du BBT et non pas trois : une forme acide et une forme basique?
Document n 4 Formules développées du BBT acide (a) et basique (b) L acidité d une solution aqueuse est liée à la concentration en ion oxonium H30+. Les acides réagissent avec l eau selon la réaction suivante : HA + H20 A- + H3O+ L acide libère donc des ions hydrogène qui sont à l origine de l acidité de la solution. Q6. Quelles sont les formules brutes de ces deux formes? Quelle est la différence entre ces deux formules brutes? Q7. Expliquez pourquoi cette distinction est en accord avec le fait que ces formes correspondent à la même espèce chimique mais en milieux acide et basique. Atelier 3 : Le jus de tomate (au bureau) On a préparé 3 tubes à essai dans lesquels on a versé respectivement 2 ml d acide chlorhydrique (ph=1), 2 ml d eau minérale (ph=7), et 2 ml de solution de soude (ph=13). On ajoute dans chacun des tubes quelques gouttes de jus de tomate et on agite. Noter vos observations. Q8. À partir des résultats des expériences des ateliers 1,2 et 3 : identifier les molécules pour lesquelles la de la solution varie en fonction du ph. Quel groupe caractéristique commun (ensemble d atomes liés entre eux dont au moins un n est pas un atome de carbone) retrouve-t-on dans ces molécules? Quel est l ion hydrogène libérée responsable de l acidité de la solution?
Document n 5 Objectif 2: montrer les paramètres qui peuvent influer sur la d'une molécule colorée. Formules développées du BBT acide (a) et basique (b) Pour connaît si deux doubles liaisons sont conjuguées il faut vérifier si elles ne sont séparées que par une simple liaison. L ensemble des doubles liaisons conjuguées constitue un système conjugué. On s intéresse à la forme acide et basique du BBT : Q1. Certaines doubles liaisons sont-elles conjuguées dans la forme acide et basique du BBT? Q2. Les systèmes conjugués sont-ils les mêmes dans les deux formes? Quelle conséquence cela-a-t-il sur la? Atelier 4 : La phénolphtaléine Préparer trois tubes à essai dans lesquels vous versez 2 ml environ des solutions de ph suivants : Solution 1 2 3 (H + + Cl - ) Eau Volvic (Na + + HO - ) ph 1 7 13 Ajouter à chacun des tubes quelques gouttes de phénolphtaléine et compléter le tableau. Q3. Quelle est la de la forme acide et basique de la phénolphtaléine? Q4. Comparer les 2 systèmes conjugués et montrer que plus le système conjugué est étendu et plus l espèce chimique a de chance d être colorée. Conclusion : Retour sur le tour de magie L eau de la carafe est en fait une solution de phénolphtaléine sous sa forme acide. Le premier verre contient une goutte de solution d hydroxyde de sodium (Na + + HO - ) ce qui laisse penser que le verre est vide. Le second verre contient une goutte d acide chlorydrique (H + + Cl - ), ce qui laisse penser également que le verre est vide. A partir de vos connaissances et des informations ci-dessus expliquez le secret du tour de magie.