Stel je voor: je hebt geen pH-indicatorpapier in huis, maar je wilt toch weten of een vloeistof zuur of basisch is. Geen paniek.
▶Inhoudsopgave
Met één rode kool uit de supermarkt en wat kokend water heb je binnen twintig minuten je eigen indicatorpapier gemaakt. En ja, het werkt écht.
Dit is een van de mooiste en makkelijkste scheikundige experimenten die je thuis kunt doen. Geen dure chemicaliën nodig, geen abonnement op een lab. Gewoon rode kool, water en wat krantenpapier.
Waarom rode kool werkt als pH-indicator
Rode kool bevat stoffen die anthocyaninen heten. Dat zijn natuurlijke kleurstoffen die hun kleur veranderen afhankelijk van de zuurgraad van de omgeving. In een zure oplossing wordt de kleur rood of roze.
In een neutrale omgeving zie je paars. En in een basische oplossing verschuift de kleur naar groen of geel.
Precies hetzelfde principe dat commercieel indicatorpapier gebruikt, alleen dan uit een plant in plaats van uit een fabriek. Anthocyaninen komen trouwens vaker voor in de natuur.
Blauwe druiven, rode bespen, zwarte bessen, zelfs de bladeren van de herfstboom: ze bevatten allemaal varianten van deze kleurstof. Maar rode kool is ideaal voor dit experiment omdat de kleurverandering het duidelijkst te zien is en de kool goedkope en overal verkrijgbaar is.
Wat heb je nodig?
Allereerst de rode kool zelf. Een halve kool is ruim voldoende.
- Een snijplank en een scherp mes
- Een grote pan die geschikt is voor kokend water
- Ongeveer 500 milliliter water
- Een vergiet of zeef
- Ongebleekt krantenpapier of koffiefilters (wit papier dus, geen gekleurde vellen)
- Een schaal of diep bord om het papier in te leggen
- Een keukenweegschaal (handig, maar niet strikt noodzakelijk)
Daarnaast heb je het volgende nodig: Let op: gebruik geen aluminium pan. De zure stoffen uit de kool kunnen reageren met aluminium.
Een roestvrijstalen pan of een pan met een glazuurcoating werkt het beste.
Stap 1: Snijd de rode kool in stukken
Snijd de rode kool in kleine repen, ongeveer twee tot drie centimeter breed. Hoe kleiner de stukken, hoe meer kleur er vrijkomt. Je ho preceft nieties te wegen, maar als je wilt: pak ongeveer 100 tot 150 gram rode kool.
Dat is ruim voldoende om een flinke hoeveelheid indicatorvloeistof te maken. Doe de koolstukken in de pan en voeg 500 milliliter water toe.
Stap 2: Kook de kool
Breng het water aan de kook en laat het vervolgens zo'n tien tot vijftien minuten zachtjes sudderen.
Je ziet het water langzamerhand donkerpaars worden. Dat zijn de anthocyaninen die uit de kool in het water terechtkomen. Hoe langer je kookt, hoe geconcentreerder de kleur wordt. Maar overdrijf niet: na vijftien minuten heb je meestal genoeg kleur geëxtraheerd.
Stap 3: Zeef de vloeistof
Zet de vergiet boven een schaal of kom en giet de inhoud door de zeef. Je wilt alleen het gekleurde water, geen koolrestjes.
Laat het water afkoelen tot kamertemperatuur. Warm papier werkt minder goed en je wilt natuurlijk niet je vingers verbranden. Snijd het krantenpapier of de koffiefilters in strookjes van ongeveer vijf bij vijftien centimeter.
Stap 4: Het indicatorpapier maken
Leg de strookjes in de schaal met de rode-koolvloeistof en laat ze er minimaal vijf minuten in weken. Draai ze een keer om zodat beide kanten goed doordrenkt raken.
Vervolgens leg je de strookjes om te drogen op een stuk keukenpapier of een schone handdoek. Gebruik geen haardroger: de hitte kan de gevoeligheid van de indicator aantasten. Laat ze gewoon aan de lucht drogen, dat duurt een tot twee uur.
Zodra het papier volledig droog is, heb je je eigen pH-indicatorpapier van rode kool klaar voor gebruik. Bewaar het in een afgesloten zakje of doos, uit de zon.
De kleurstof is lichtgevoelig en vervaagt snel als je het blootstelt aan direct zonlicht.
Het indicatorpapier testen
Nu het leuke gedeelte. Neem een paar alledaagse vloeistoffen en test ze.
Leg een strookje indicatorpapier in een kleine hoeveelheid van elke vloeistof en kijk wat er gebeurt. Heb je zelf een universele indicator gemaakt van plantenextracten? Gebruik die dan om je resultaten te vergelijken.
Citroensap maakt het papier rood of roodoranje. Dat klopt: citroensap is zuur, met een pH rond de 2 tot 3. Azijn uit de keuken geeft dezelfde kleurverandering. Melk blijft bijna paars, want melk is licht zuur tot neutraal. Zeepwater of een oplossing van bakpoeder in water maakt het papier groen of geel, omdat die basisch zijn. Je kunt ook een interessant experiment doen met frisdrank.
Veel frisdranken zijn nog zuurder dan citroensap vanwege de fosforzuur en citroenzuur die eraan zijn toegevoegd. Het indicatorpapier wordt dan felrood. Een mooie manier om te laten zien wat frisdrank precies met je mondvlees doet.
Tips voor betere resultaten
Wil je het experiment nog iets scherper maken? Gebruik dan koffiefilters in plaats van krantenpapier.
Koffiefilters absorberen de vloeistof gelijkmatiger en geven een meer uniforme kleurweergave. Ook kun je het experiment uitbreiden door de rode-koolvloeistof te verdunnen met water in verschillende verhoudingen.
Zo maak je een soort kleurenschaal die je kunt gebruiken om de zuurgraad bij benadering te schatten. Een andere leuke variatie: rode kool als pH-indicator maken. Gebruik de vloeistof zelf als indicator in plaats van als papier. Voeg een paar druppels toe aan verschillende glazen met verschillende vloeistoffen en kijk naar de kleurverandering. Dit werkt zelfs beter voor demonstraties omdat de kleurverandering direct en duidelijk zichtbaar is.
Wat geeft je dit experiment echt aan kennis?
Dit experiment is veel meer dan een leuk knutselwerkje. Je ziet hier letterlijk hoe chemie werkt in je eigen keuken.
De anthocyaninen in rode kool reageren op waterstofionen in een oplossing. In een zure omgeving zijn er veel waterstofionen aanwezig, en dat zorgt voor een rode kleur.
In een basische omgeving zijn er juist hydroxide-ionen die de structuur van het anthocyanine veranderen, waardoor de kleur naar groen of geel verschuift. Dit principe wordt overigens ook gebruikt in de voedingsindustrie. Voedselproducenten gebruiken rode-koolextract als natuurlijke kleurstof, met de code E163.
Dus de volgende keer dat je een paarse snoep of een blauwkleurige drank ziet, kan het zijn dat er gewoon rode kool in zit. Of je nu een ouder bent die een leuk experiment met je kind wilt doen, een docent die een demonstratie voor de klas zoekt, of gewoon iemand die graag met eigen handen ontdekt hoe de wereld werkt: dit is een experiment dat altijd werkt, altijd indruk maakt, en altijd weer leuk is.