I colori del cavolo rosso: comprendere la nozione di pH con un’esperienza scientifica coloratissima, per divertirsi con i bambini… o senza!

I colori non mancano in parchi e giardini o al reparto ortofrutta di un supermercato. I colori dei vegetali dipendono dalla presenza di certi pigmenti. I carotenoidi (giallo-arancione), gli antociani (blu-viola-rosso), i flavonoidi (diversi colori) e altri pigmenti colorano frutti e fiori.

Anche le foglie ne contengono, ma i colori sono mascherati da pigmenti verdi presenti in grande quantità: le clorofille. Queste ultime sono implicate nel processo che permette alla pianta di produrre zucchero e ossigeno a partire da acqua e anidride carbonica in presenza del sole: la fotosintesi clorofilliana. La diminuzione di sole in autunno diminuisce la produzione di clorofille e fa dunque apparire gli altri pigmenti. Ecco perché le foglie in autunno sono piuttosto gialle e rosse.

Un certo tipo di pigmento vegetale, ad esempio la Cianidina (un antociano) può essere responsabile sia del colore rosso di una rosa che del colore blu del fiordaliso. Come è possibile? Il colore di un fiore (o di un frutto) dipende dalla struttura molecolare del pigmento che contiene, ma anche dall’ambiente (acido o basico) nel quale esso si trova. Nel caso dei fiori citati, il pigmento si lega a una sostanza acida nella rosa e a una sostanza alcalina (basica) nel fiordaliso. Inoltre i giardinieri sanno molto bene che per ottenere fiori blu in una ortensia con fiori rosa si aggiungono, nel terreno, alcune sostanze che lo rendono più basico. Questi concetti sono alla base delle scoperte del chimico Richard Willstätter, che gli fecero ottenere il premio Nobel nel 1915.

Acidi e basi spiegati ai bambini

I bambini capiscono molto presto la nozione di acido, avendo assaggiato l’aceto, il limone, le caramelle acidule e altri alimenti che “pizzicano” la lingua. Non sanno definirlo ma capiscono che è una proprietà della materia. Come altre proprietà, anche l’acidità ha un opposto, la basicità, che può avere  gli stessi effetti sulla nostra percezione. Per esempio la soda caustica (una base forte) può causare bruciature sulla pelle tanto quanto un acido forte. Se il concetto è ancora un po’ difficile per un bambino, si può fare l’esempio di come un oggetto molto caldo e un oggetto molto freddo possano, entrambi, bruciare la pelle.

Come distinguere un acido da una base allora? Serve un indicatore, qualcosa che ci indichi se la sostanza da analizzare è un acido o una base. In commercio si trova la cartina tornasole che, al contrario di quello che si puo credere, non è fabbricata a partire dal girasole (tournesol in francese) ma da certi tipi di licheni.

La cartina tornasole non si trova alla cartoleria all’angolo ma in negozi specializzati. Impariamo, allora, a fabbricare da soli, a casa o in classe, un indicatore con un materiale facile da trovare: il cavolo rosso.

Indicatore acido/base al cavolo rosso

Materiale :

• cavolo rosso (funziona anche con fiori di ibisco o altri frutti e fiori rossi, ma il cavolo rosso è il più economico)
• aceto, limone, dentifricio, bicarbonato, lievito chimico, detersivo per piatti (e molte altre sostanze da testare)
• acqua bollente (anche scaldata al microonde), recipienti trasparenti, forbici o coltelli

Per cominciare tagliamo a pezzi le foglie di cavolo rosso, immergiamole in acqua bollente e filtriamo questo “succo”. Attenzione è veramente maleodorante e tinge le mani e i vestiti! Una domanda che mi pongono spesso i bambini a questo punto: perché se il cavolo è rosso (vabbé… viola…) il succo di cavolo è blu? La risposta è che l’acqua di rubinetto, grazie al suo contenuto in sali dissolti, è leggermente basica.

Riempiamo diversi recipienti trasparenti con il succo di cavolo. Mettiamone uno da una parte per compararlo con gli altri alla fine dell’esperienza. Cominciamo a testare diversi tipi di prodotti osservando come cambia il colore del liquido. I risultati più spettacolari si ottengono con l’aceto: il liquido vira al rosa fucsia!

Ecco qualche bel colore ottenuto.

Si può anche cercare di calcolare in maniera approssimativa il grado di acidità o basicità delle soluzioni su una scala, quella del pH (p minuscolo, mi raccomando!). Questa misura va da 1 a 14. Qui di seguito potete trovare un documento che ho creato per testare diversi tipi di sostanze.

Potete anche scaricarlo in pdf e utizzarlo con la licenza Creative Commons (usarlo gratuitamente a condizione di citare l’autrice). La scala in questo documento va solo da 2 a 11 ma è largamente sufficiente. Si tratta di una scala basata sui colori del cavolo rosso. I colori della cartina tornasole sono diversi.