Sok z czerwonej kapusty zmienia kolor zależnie od tego, czy płyn jest kwaśny czy zasadowy – od czerwieni przez fiolet po zieleń i żółć. To domowe laboratorium chemiczne za kilka złotych.

Co nam będzie potrzebne?

Jak wykonać doświadczenie?

Pokrój czerwoną kapustę na drobne kawałki lub zetrzyj na tarce – im drobniej, tym więcej barwnika. Włóż do garnka i zalej dwiema szklankami wody. Gotuj na małym ogniu przez 10–15 minut, aż woda zabarwi się na głęboki fiolet. Możesz też nie gotować, tylko zalewać kapustę wrzątkiem i moczyć 20 minut – działanie jest podobne.

Przecedź wywar przez sito, wyrzuć kapustę. Zostaje ci ok. 300–400 ml ciemnofioletowego płynu – to twój wskaźnik pH. Ostudź przed użyciem.

Nalej po kilka łyżek wywaru do każdej szklanki. Teraz testuj: do pierwszej wlej łyżkę octu i obserwuj zmianę koloru. Do kolejnych dodawaj po kolei: sok cytrynowy, wodę z kranu, mleko, roztwór sody (łyżeczka sody w 100 ml wody), mydło w płynie, sok pomidorowy. Każda substancja zabarwi wywar inaczej – od jasnoróżowego po ciemnozielony.

Uszereguj testowane substancje od najbardziej kwaśnej do najbardziej zasadowej według koloru.

Wyjaśnienie naukowe

Czerwona kapusta zawiera barwniki zwane antocyjanami – grupę związków chemicznych, których kolor zależy od kwasowości otoczenia. Kwasowość opisuje skala pH: wartości poniżej 7 to kwasy, powyżej 7 to zasady, dokładnie 7 to odczyn obojętny (np. czysta woda).

Antocyjany zmieniają swoją strukturę chemiczną w zależności od pH, a zmiana struktury oznacza zmianę sposobu pochłaniania światła – i tym samym zmianę koloru. W środowisku kwaśnym (pH 1–3) wywar jest różowo-czerwony. Przy pH ok. 7 – fioletowy. W środowiskach lekko zasadowych (pH 8–10) – niebieskozielony. W silnie zasadowych (pH > 11) – żółty lub szary.

Substancje, które testujesz, mają charakterystyczne pH:

W laboratorium chemicznym używa się podobnych wskaźników – np. fenoloftaleiny lub lakmusa – które działają na tej samej zasadzie, tylko mają węższą skalę zmiany.

Warianty

Papierki wskaźnikowe – zanurz paski bibuły filtracyjnej lub kawowego filtru papierowego w wywarze z kapusty i wysusz. Otrzymujesz domowe papierki pH, które możesz zabrać do szkoły lub używać do testowania dowolnych cieczy przez całe tygodnie.

Porównanie z wodą z kranu i destylowaną – wiele miast dostarczają wodę lekko zasadową (pH 7,5–8,5), a woda destylowana jest dokładnie neutralna (pH 7). Różnica w kolorze wskaźnika między nimi może być subtelna, ale widoczna.

Reakcja odwrotna – zrób roztwór zasadowy (soda w wodzie, kolor zielony), a potem powoli dodawaj ocet i obserwuj, jak kolor przesuwa się z powrotem przez fiolet do czerwieni. To wizualna demonstracja neutralizacji kwasu i zasady.

Często zadawane pytania

Dlaczego kapusta musi być czerwona, a nie zielona? Zielona kapusta zawiera chlorofil (zielony barwnik), który nie reaguje na pH. Czerwona kapusta zawiera antocyjany, które reagują. Inne naturalne źródła antocyjanów to: fioletowe winogrona, borówki, czerwona cebula, czerwone buraki – z nich wszystkich można zrobić wskaźnik pH.

Czy wywar z kapusty zachowuje właściwości przez długi czas? W lodówce – kilka dni, ale potem zaczyna fermentować i tracić właściwości. Papierki wysuszone z wywaru działają tygodniami, bo nie fermentują. Dla dłuższego przechowywania można dodać do wywaru trochę alkoholu (spirytus 1:1 z wywarem) – to konserwuje go na kilka tygodni.

Co to jest pH i dlaczego jest ważne? pH mierzy stężenie jonów wodorowych (H⁺) w roztworze. Im więcej H⁺, tym bardziej kwaśny i niższe pH. Skala jest logarytmiczna: pH 3 jest 10 razy bardziej kwaśne niż pH 4. pH ma ogromne znaczenie biologiczne: krew musi utrzymywać pH 7,35–7,45, a odchylenie o 0,3 jednostki jest stanem zagrożenia życia. Żołądek ma pH ok. 2 (kwas solny), a jelita – ok. 7–8.