تجربة ٤: دليل الكرنب الأحمر

لقد كان معروفًا منذ أوائل القرن السابع عشر على الأقل، وربما قبل ذلك بكثير، أن بعض النباتات والأزهار التي تتمتَّع بألوان كثيفة مثل الكرنب الأحمر، تحوي صِبْغة تتخذ ألوانًا متعددة في البيئات الكيميائية المختلفة، وتُسمَّى مثلُ هذه الصبغة بالدليل؛ لأن لونها يدل على بيئتها، ويُستخدَم دليل الكرنب الأحمر للاستدلال على ما إذا كان المحلول حامضيًّا أو قاعديًّا، وباختصارٍ المحاليل الحامضية هي محاليلُ لاذعةٌ مثل عصير الليمون والخل، والمحاليل القاعدية هي محاليلُ كاوية ومُرَّة مثل الصابون السائل والنشادر المنزلي.

ولكي نرى كيف يعمل هذا؛ ارتدِ نظارتك الواقية ثم أضِفْ نحو ملعقة كبيرة (١٥ مليلترًا) من دليل الكرنب الأحمر (مُعَد كما هو مذكور في قائمة المشتريات والمحاليل) إلى كوب (٢٤٠ مليلترًا) ماء، ولاحِظ اللون، ينبغي أن يكون أرجوانيًّا باهتًا. الآن قُم بإعداد محلول مُشبَع من بيكربونات الصودا المذابة في الماء، والمحلول المشبع محلول لا يقبل المزيد من المادة الصُّلبة لكي تذوبَ فيه، وبيكربونات الصودا غير قابلة للذوبان التامِّ في الماء؛ من ثَم لا يتطلَّب الأمر أكثر من مِلعقتَين كبيرتَين (٣٠ مليلترًا) من بيكربونات الصودا لكوب الماء الواحد (٢٤٠ مليلترًا). ويُصبح المحلول مشبعًا عندما تبدأ بيكربونات الصودا في الترسُّب في قاع الكوب ولا يذوب المزيدُ منها. أضف دليل الكرنب الأحمر إلى هذا الخليط، وسيتحول إلى اللون الأزرق. تذوب بيكربونات الصودا إلى أيونَين في الماء، وهما أيون الصوديوم وأيون كربونات الهيدروجين، المعروف بالبيكربونات. ويكون أيون الصوديوم متعادلًا وأيون البيكربونات قاعديًّا. يتحول دليل الكرنب الأحمر إلى اللون الأزرق في محلول بيكربونات الصودا؛ ومن ثَم يُشير اللون الأزرق إلى أن المحلول قاعدي عند استخدام دليل الكرنب الأحمر. دليل الفينول الأحمر المستخدم لاختبار قلوية مياه حمام السباحة الماء برتقالي محمر، الخل أصفر، النشادر بنفسجي محمر، بيكربونات الصودا وردي، دليل البروموثيمول الأزرق المستخدم في اختبار قلوية ماء حوض السمك الماء أزرق مخضر، الخل أصفر باهت، النشادر أزرق باهت، بيكربونات الصودا أزرق، دليل الكرنب الأحمر الماء بنفسجي، الخل وردي فاقع، النشادر أخضر، بيكربونات الصودا أزرق مخضر.

أضف بعضًا من دليل الكرنب الأحمر إلى عيِّنة من الخل، وطبعًا يُعرَف الخل بأنه حامضي، يُغير الخل لونَ دليل الكرنب الأحمر إلى اللون الوردي اللامع؛ ومن ثَم يُشير اللون الوردي إلى أن المحلولَ حامضي عند استخدام دليل الكرنب الأحمر.

وباستخدام كوب (٢٤٠ مليلترًا) من عيِّنات من محاليل بيكربونات الصودا المشبعة والخل والنشادر والماء؛ يُمكِنك أن تُنشِئ تلك المحاليل، ولاحِظ الألوان التي تنتج عندما تُضيف دليل الكرنب الأحمر ودليل حمام السباحة ودليل حوض السمك.

والآن خُذ بعضًا من بيكربونات الصودا الصافية المطلوبِ شراؤها في قائمة المشتريات والمحاليل، ثم أضِف دليل الكرنب الأحمر. ينبغي أن تَلْحظ محلولًا لونه وردي باهت. تُعتبر بيكربونات الصودا حامضيةً قليلًا؛ لأن ثانيَ أكسيد الكربون يذوب في الماء ليُكوِّن حامضَ الكربونيك. الآن خُذ محلول بيكربونات الصودا ودليلَ الكرنب الأحمر ثم صبَّ ببطءٍ وحذرٍ السائلَ الأزرق الذي يعلو بيكربونات الصودا غيرِ المذابة (عملية تُعرَف «بالتصفية» لدى خبراء الكيمياء والخمورِ على حدٍّ سواء) على محلول بيكربونات الصودا ودليل الكرنب الأحمر. في نهاية المطاف ينبغي أن يتلوَّنَ السائلُ بلون قريبٍ جدًّا من لونِ الدليل في الماء الصافي، لماذا؟ لأن الحامض يُعادل القاعدةَ والعكس صحيح، وما هو المحلول المتعادل؟ الماء هو المحلول المتعادل، وماذا كان يُستخدَم قديمًا لعلاج حموضة المعدة؟ إنها بيكربونات الصودا.

هنيئًا مريئًا!