II - INFLUENCE DES FACTEURS DU MILIEU SUR LA COULEUR

B - L'INFLUENCE DU pH

1) Expérience sur le chou rouge

Quel est le but de cette expérience ?

Nous chercherons à montrer par l'expérience suivante si la couleur des anthocyanes présents dans les cellules du chou rouge et donc des pétales de fleurs varie en fonction du pH du milieu. Dans ce but, nous allons introduire des anthocyanes dans des solutions de pH différents.

Matériel : Pour cette expérience nous aurons besoin de chou rouge, de 6 tubes à essais, de pipettes, d'un bechers et d'une gamme de pH (6 solutions de pH différents : d'acide chlorhydrique de concentration 0.1mol/L (pH 1), du jus de citron (pH 3), d'acide acétique de concentration 0.1mol/L (pH 5), de l'ammoniac de concentration 0.1mol/L (pH 10), de la soude caustique à 1 % (pH 12).

Manipulation : Après avoir fait bouillir du chou rouge dans de l'eau pour obtenir le jus, on verse le jus dans un bécher. On filtre ensuite le contenu du bécher pour le verser dans 6 tubes à essais différents. On ajoute les différentes solutions.
On obtient 6 colorations différentes :

– 1er tube : Vert (Ammoniaque pH 12)
– 2ème tube : bleu clair
– 3ème tube : bleur clair
– 4ème tube : Bleu roi (Hydrogénocarbonate de Sodium)
– 5ème tube : Violet clair (jus de citron)
– 6ème tube : Rose (Acide acétique pH 2)

Grace à cette expérience, une palette aproximative de couleurs peut exprimer le rapport entre le pH et la couleur du jus de chou rouge.

Analyse et Interprétation : La couleur du jus de chou rouge varie en fonction du pH du milieu c'est à dire que plus la solution est acide plus le jus de chou rouge devient rouge, plus la solution est basique plus le jus de chou rouge est jaune. Quand le pH est neutre la solution est violette, couleur normal du jus de chou rouge. Nous venons bien de démontrer par cette expérience que la couleur des anthocyanes présents dans les cellules du chou rouge varie en fonction du pH du milieu. Nous pouvons ainsi généraliser en disant que les molécules d'anthocyanes, présent dans la plupart des végétaux joue un rôle primordial dans la coloration des plantes.

2) En quoi le pH influence-t-il la croissance de la plante ?

C'est le pH pigmentaire qui modifie la structure moléculaire des pigments de la plante, et ainsi modifie la couleur de la plante.
Avant qu'une plante puisse changer de couleur, il faut que celle-ci soit dans un environnement qui lui soit profitable, c'est à dire propice à sa croissance. Le pH de la terre est en cela très important, car il modifie l'assimilation des nutriments par la plante. Ainsi le pH d'un sol doit se situer entre 4 et 8.
On conclut donc que le pH est un facteur majeur et très influent dans la couleur de la plante. En effet il modifie la structure chimique des cellules de la plante et fait varier la couleur des pigments. On retiendra également qu'en théorie, d'après l'expérience du chou rouge, la couleur des anthocyanes peut varier du vert au rouge vif. Cependant certaines couleurs sont impossibles à obtenir naturellement, les plantes ne poussant pas en milieu trop acide ou trop basique (pH compris entre 4 et 8 généralement). C'est donc en cela que la génétique peut à son tour, créer des nouvelles couleurs pour les plantes.

Le pH a une grande influence sur la couleur des anthocyanines. Tout d'abord un petit rappel, le pH est lié à la concentration en ions H+ , ou ions H3O+ en solution aqueuse.
Les anthocyanines sont des pigments sensibles à la quantité d'ions H+ , c'est à dire à la valeur du pH du milieu où elles se trouvent. Un gain ou une perte d'ions H+ modifiera la structure de la molécule et donc sa couleur car cela modifiera la répartition des électrons. Par exemple, en présence d'OH-, la partie O+ de l'anthocyanidine captera ce OH-, ce qui modifiera légèrement la structure de la molécule, et rajoutera le groupe auxochrome OH à la molécule.

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Une plante pouvant contenir différents types d'anthocyanines en quantités diverses, la variation du pH n'aura pas le même effet sur tous les végétaux.

La modification de la molécule est réversible dans une certaine mesure ; on peut donc revenir à la couleur initiale en ajoutant un produit d'acidité contraire. Si le pH est trop extrême alors c'est toute la structure de la molécule qui est modifié et la réaction est donc irréversible.