کاغذ pH خانگی با کلم قرمز: راهنمای آسان + آزمایش‌های جذاب

ساخت کاغذ pH در خانه نه تنها آسان و ایمن است، بلکه یک فعالیت سرگرم‌کننده و آموزشی برای کودکان و بزرگسالان به شمار می‌رود. با استفاده از مواد ساده‌ای که به راحتی در دسترس هستند، می‌توانید آزمایش‌های جالب و کاربردی انجام دهید. اگرچه نوارهای pH کالیبره‌شده دقت بالاتری در آزمایشگاه دارند، این روش خانگی یک راه عالی برای درک مفاهیم اسیدی و بازی بودن مواد است.

نکات کلیدی درباره شناساگر pH کلم قرمز

• رنگدانه‌ای که به کلم قرمز (یا بنفش) رنگ منحصربه‌فردی می‌بخشد، یک شناساگر طبیعی pH است. به عبارت دیگر، این رنگدانه می‌تواند با تغییر رنگ، میزان اسیدی یا بازی بودن یک ماده را نشان دهد.
• با خرد کردن سلول‌های کلم قرمز، این رنگدانه آزاد می‌شود و می‌توان از آن برای تهیه نوارهای کاغذی pH استفاده کرد. این نوارها معمولاً از فیلترهای قهوه یا دستمال کاغذی ساخته می‌شوند.
• آب کلم قرمز در حضور یک اسید (pH کمتر از 7) به رنگ قرمز، در pH خنثی (pH حدود 7) به رنگ آبی، و در حضور یک باز (pH بیشتر از 7) به رنگ بنفش تغییر می‌کند. این تغییر رنگ، نشان‌دهنده میزان اسیدی یا بازی بودن ماده مورد آزمایش است.

سطح دشواری: آسان

زمان مورد نیاز: 15 دقیقه + زمان خشک شدن

مواد لازم برای ساخت کاغذ pH خانگی

برای انجام این آزمایش ساده، به مواد اولیه زیر نیاز دارید:

• کلم قرمز (یا کلم بنفش): اصلی‌ترین ماده برای استخراج شناساگر pH.
• کاغذ متخلخل: فیلتر کاغذی قهوه یا کاغذ صافی (فیلتر کاغذی) بهترین گزینه‌ها هستند. در صورت نیاز، می‌توان از دستمال کاغذی نیز استفاده کرد.
• مخلوط‌کن (اختیاری): برای خرد کردن و استخراج آسان‌تر رنگدانه.
• مایکروویو (اختیاری): برای گرم کردن و تسریع فرایند استخراج.
• قطره‌چکان یا خلال دندان (اختیاری): برای استفاده از کاغذ pH و آزمایش مواد مختلف.

هدف از خرد کردن کلم (بهتر است از مخلوط‌کن استفاده شود)، شکستن سلول‌ها و آزاد کردن آنتوسیانین‌ها است. آنتوسیانین‌ها، مولکول‌های رنگدانه‌ای هستند که به تغییر رنگ در حضور اسیدها و بازها کمک می‌کنند. گرم کردن کلم الزامی نیست، اما باعث می‌شود سلول‌ها راحت‌تر شکسته شوند و فرایند استخراج رنگدانه تسریع شود.

فیلتر کاغذی قهوه به دلیل در دسترس بودن، یک انتخاب رایج برای ساخت کاغذ pH است. اگر به کاغذ صافی آزمایشگاهی دسترسی دارید، انتخاب بهتری خواهد بود، زیرا اندازه منافذ آن کوچک‌تر است و در نتیجه، کاغذ pH باکیفیت‌تری تولید می‌کند. در صورت عدم دسترسی به فیلتر کاغذی یا کاغذ صافی، می‌توانید از دستمال کاغذی نیز استفاده کنید، اما کیفیت نهایی کاغذ pH پایین‌تر خواهد بود.

روش ساخت گام به گام کاغذ pH با کلم قرمز

1. کلم قرمز (یا بنفش) را به قطعاتی خرد کنید که در مخلوط‌کن جا شوند. کلم را خرد کرده و حداقل مقدار آب لازم برای مخلوط کردن را به آن اضافه کنید (چرا که می‌خواهید آب کلم تا حد امکان غلیظ باشد). اگر مخلوط‌کن ندارید، از رنده سبزیجات استفاده کنید یا کلم را با چاقو خرد کنید.
2. کلم را در مایکروویو قرار دهید تا به نقطه جوش برسد. خواهید دید که مایع به جوش می‌آید یا بخار از کلم بلند می‌شود. اگر مایکروویو ندارید، کلم را در مقدار کمی آب جوش خیس کنید یا با روش دیگری کلم را گرم کنید.
3. اجازه دهید کلم خنک شود (حدود 10 دقیقه).
4. مایع حاصل از کلم را از طریق یک فیلتر کاغذی یا فیلتر قهوه صاف کنید. باید رنگ بسیار تیره ای داشته باشد.
5. یک فیلتر کاغذی یا فیلتر قهوه را در این مایع خیس کنید. اجازه دهید خشک شود. کاغذ رنگی خشک شده را به صورت نوارهای تست برش دهید.
6. با استفاده از یک قطره‌چکان یا خلال دندان، مقدار کمی مایع را روی نوار تست بمالید. محدوده رنگ برای اسیدها و بازها به نوع خاص گیاه بستگی دارد. اگر مایل باشید، می‌توانید با استفاده از مایعاتی با pH مشخص، نموداری از pH و رنگ‌ها تهیه کنید تا بتوانید مواد ناشناخته را آزمایش کنید. نمونه‌هایی از اسیدها عبارتند از اسید کلریدریک (HCl)، سرکه و آبلیمو. نمونه‌هایی از بازها عبارتند از سدیم یا پتاسیم هیدروکسید (NaOH یا KOH) و محلول جوش شیرین. می‌توانید از کاغذ pH کلم برای تشخیص اسیدی، بازی یا خنثی بودن یک ماده استفاده کنید، اما نمی‌توانید مقادیر pH بسیار دقیقی مانند pH متر به دست آورید. اگر مایعی که آزمایش می‌کنید رنگ بسیار تیره ای دارد، می‌توانید آن را با آب رقیق کنید بدون اینکه مقدار pH آن تغییر کند.
7. روش دیگر استفاده از کاغذ pH، استفاده از آن به عنوان کاغذ تغییر رنگ است. می‌توانید با استفاده از یک خلال دندان یا سواب پنبه‌ای که در اسید یا باز فرو برده‌اید، روی کاغذ pH نقاشی بکشید.

نکات و ترفندها

1. اگر نمی‌خواهید انگشتانتان رنگی شود، فقط نیمی از فیلتر کاغذی را با آب کلم قرمز خیس کنید و نیمه دیگر را بدون رنگ باقی بگذارید. در این صورت، کاغذ pH کمتری خواهید داشت، اما جایی برای گرفتن آن خواهید داشت.
2. بسیاری از گیاهان رنگدانه‌هایی تولید می‌کنند که می‌توان از آن‌ها به عنوان شناساگر pH استفاده کرد. این آزمایش را با سایر شناساگرهای رایج خانگی و باغی امتحان کنید. بیشتر گل‌ها و سبزیجات قرمز یا بنفش رنگ، شناساگر pH هستند. به عنوان مثال می توان به چغندر، گل رز قرمز و بنفشه های بنفش اشاره کرد.
3. اگر آب کلم روی سطحی ریخت و باعث ایجاد لکه شد، می‌توانید لکه را با استفاده از سفید کننده معمولی خانگی پاک کنید.