Facoltà di Scienze Commissione Orientamento del Consiglio di Coordinamento Didattico di Scienze e Tecnologie Chimiche Quinto Ciclo di Laboratori Chimici.

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1 Facoltà di Scienze Commissione Orientamento del Consiglio di Coordinamento Didattico di Scienze e Tecnologie Chimiche Quinto Ciclo di Laboratori Chimici di Aggiornamento per i Docenti delle Scuole Medie Superiori COME CAMBIA IL COLORE: INDICATORI NATURALI OCCORRENTE: Estratto in acqua di cavolo rosso HCl 0.1 M Succo di limone aceto Bicarbonato di sodio Carbonato di sodio NaOH 4 M H 2 O distillata carta da filtro becher RICHIAMI TEORICI Alcune molecole, denominate indicatori acido-base, assumono una colorazione diversa a seconda che vengano in contatto con un acido o una base, e il loro utilizzo rappresenta il metodo più semplice per valutare in via qualitativa il pH di una soluzione. Il cavolo rosso è molto ricco di antocianine che possono essere facilmente estratte e utilizzate per un esperimento.

2 DESCRIZIONE DELL’ESPERIENZA 3-4 foglie di cavolo rosso vengono sminuzzate in un becher, coperte di acqua e scaldate in un microonde per 15 minuti circa. Una volta raffreddato filtrate il liquido, il colore del vostro estratto dovrebbe essere rosso-porpora molto intenso. Avete ottenuto un indicatore acido-base. Mettete in 6 becherini diversi la soluzione di HCl, il succo di limone, l’aceto bianco, la soluzione di bicarbonato, quella di carbonato ed infine la soda. Provate ad aggiungere l’estratto di cavolo ai vostri becherini. Se il vostro indicatore cambia colore e diventa rosso la vostra soluzione ha un pH compreso tra 2 e 3. Le antocianine all’aumentare del pH cambiano colore passando dal rosso al blu. Possiamo aumentare il pH aggiungendo una sostanza alcalina. Nella soluzione di bicarbonato di sodio il colore dovrebbe virare verso il blu, raggiungendo pH 8. Aumentando ulteriormente l’alcalinità le antocianine si trasformano in molecole incolori o gialline. Tuttavia il cavolo rosso contiene anche altre sostanze, chiamate flavonoli, che allo stesso tempo si trasformano da incolori a gialle. Ecco allora nella soluzione di carbonato di sodio il colore della soluzione diventa verde (pH attorno a 10). Nella soluzione di idrossido di sodio si riesce ad arrivare a pH uguale o superiore a 12 ottenendo un colore giallo. Cambiamenti di colore analoghi, ma non così spettacolari, si possono osservare anche utilizzando delle comuni bustine per preparare tisane alla fragola, al ribes o ai mirtilli, estratto di rosa bianca, di gerbera, di curry e di radicchio rosso. Indic.In H 2 OIn acidoIn base radicchiomarroncinorosaverdastro rosa biancaincolore ambra currygiallo rosso gerberarosso aranciorosso vivomarroncino

3 Spiegazione Le antocianine (qualcuno usa anche il termine antociani specialmente parlando di vino) appartengono alla famiglia più estesa dei flavonoidi a sua volta un sottogruppo dei composti fenolici, una grande famiglia di molecole organiche presenti negli organismi viventi. Il nome deriva dall’unione di due parole greche: anthos (fiore) e kyanos (blu). Le antocianine sono costituite da una antocianidina legata ad un residuo zuccherino legato con un legame glucosidico. La formula generale delle antocianidine è questa A seconda dei gruppi legati indicati nella formula con Ri si ottengono le varie antocianidine. Ne sono note almeno 23 in natura ma sono sei le più comuni: Cianidina, Delfinidina, Malvidina, Pelargonidina, Peonidina, e Petunidina. La cianidina è la più comune ed è presente ad esempio nel cavolo rosso e nelle more. I lamponi oltre alla cianidina contengono la pelargonidina, mentre le ciliegie la peonidina. L’uva le contiene tutte tranne la pelargonidina. Legandosi ad uno o più zuccheri si formano le antocianine, di cui se ne conoscono almeno cinquecento, quindi ad ogni antocianidina corrispondono molte antocianine, spesso contemporaneamente presenti in frutti e fiori. I vari colori dipendono dai vari gruppi Ri e dal pH. Solitamente a pH bassi (attorno a 1) predomina il colore rosso dovuto al catione flavilio. Aumentando il pH compaiono delle specie incolori: le pseudobasi carbinoliche. A pH 5-7 cominciano a formarsi le basi chinoniche porpora e blu. A pH superiori a 8 le antocianine vengono degradate. I valori precisi di pH dipendono, ancora una volta, dai vari sostituenti e il colore risultante dipende da tutti questi equilibri.