Experiencias sorprendentes de quimica con indicadores de pH caseros (1)

7/25/2019 Experiencias sorprendentes de qui mica con indicadores de pH caseros (1)

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Revista Eureka sobre Enseanza y

Divulgacin de las Ciencias

E-ISSN: 1697-011X

[email protected]

Asociacin de Profesores Amigos de la

Ciencia: EUREKA

Espaa

Heredia-Avalos, Santiago

Experiencias sorprendentes de qumica con indicadores de pH caseros

Revista Eureka sobre Enseanza y Divulgacin de las Ciencias, vol. 3, nm. 1, 2006, pp. 89-103

Asociacin de Profesores Amigos de la Ciencia: EUREKA

Cdiz, Espaa

Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=92030108

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Rev. Eureka. Ense. Divul. Cien., 2006, 3(1), pp. 89-103 EXPERIENCIAS, RECURSOS Y OTROS TRABAJOS

EXPERIENCIAS SORPRENDENTES DE QUMICA

CON INDICADORES DE pH CASEROS

Santiago Heredia Avalos

Departamento de Fsica, Universidad de Murcia, Apartado 4021, 30080 Murcia.e-mail: [email protected]

[Recibido en Abril de 2005, aceptado en Julio de 2005]

RESUMEN(Ingls)

En este trabajo se describen varias experiencias sencillas relacionadas con lasreacciones cido-base. Todas ellas pueden realizarse con utensilios de cocina y usandosustancias baratas que pueden encontrarse fcilmente en un supermercado, unafarmacia o en casa. En concreto, se describe la forma de obtener algunos indicadoresde pH a partir de extractos vegetales o de medicamentos. Adems, se proponen variasexperiencias en las que se hace uso de estos indicadores con el fin de estudiar lasreacciones cido-base. Todas estas experiencias estn enfocadas a alumnos deenseanza secundaria.

Palabras clave:demostraciones de qumica, experiencias de qumica, indicadores depH, materiales y reactivos caseros.

INTRODUCCIN

El tema de las reacciones cido-base se brinda a realizar muchas experiencias sencillasusando sustancias que se pueden encontrar fcilmente en un supermercado, en unafarmacia, e incluso en el hogar; no es necesario disponer de material de laboratoriopara realizarlas, basta con usar utensilios de cocina (Bueno Garesse, 2004). Lasencillez de estas experiencias permite despertar el inters de los alumnos alrelacionar el tema tratado en clase con lo cotidiano y, adems, les incitan a observar yanalizar los fenmenos qumicos que ocurren en su entorno. Por otra parte, al norequerir de material de laboratorio pueden realizarse incluso en casa. Por supuesto,aunque las sustancias empleadas en las experiencias sean fcilmente accesibles yasequibles, es necesario tener en cuenta las normas de seguridad correspondientes,pues algunas de estas sustancias pueden resultar peligrosas si no se manejan con lasdebidas precauciones (Garca Alonso, 2004; Panreac Qumica, 2005).

Esencialmente, en estas experiencias se necesitan sustancias cidas, sustanciasbsicas e indicadores de pH.

Es muy fcil encontrar sustancias cidas o bsicas en casa; en la figura 1 se muestranalgunas de estas sustancias. Los cidos tienen un sabor cido o agrio, mientras quelas bases saben amargas y tienen un tacto jabonoso; de hecho, antiguamente los

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fabricantes de jabn comprobaban

su sabor para establecer si eraapto para comercializarlo, es decir,si se haba eliminadosuficientemente la base (Shalit,1989). Mientras que algunas deestas sustancias son inofensivas(vinagre, agua carbonatada, jugode limn, bicarbonato sdico,etc.), otras pueden resultarbastante peligrosas (agua fuerte,amoniaco, sosa custica, etc.), por

lo que conviene manipularlas concuidado.

Sin embargo, parece que resultams difcil encontrar indicadoresde pH caseros. En este trabajo sever cmo obtenerlos fcilmente. Los indicadores de pH son tambin sustancias cidaso bsicas, pero dbiles, si bien su caracterstica principal es que sus formas cidas ybsicas tienen distinto color.

Las experiencias que se proponen en este trabajo permiten observar, desde un puntode vista fenomenolgico, los cambios de color de los indicadores de pH para, con ello,

analizar y discutir las variaciones de pH en las reacciones cido-base y sureversibilidad. Todo ello resulta de gran ayuda para los alumnos a la hora de adquirirlos suficientes conocimientos bsicos para intentar eliminar algunos erroresconceptuales que tienen adquiridos (Jimnez Liso et al., 2000) y abordar con xito elconcepto de pH incluyendo su desarrollo terico.

INDICADORES DE pH CASEROS

A continuacin se describen varios procedimientos para obtener indicadores de pH,basados en la diferente coloracin que adquieren algunos compuestos naturales(antocianinas, curcumina) o sintticos (fenolftalena) en funcin del pH. Con estos

indicadores caseros se puede determinar el carcter cido o bsico de muchassustancias y realizar algunas experiencias curiosas y sencillas, relacionadas con lasreacciones cido-base.

Todas las experiencias propuestas van acompaadas de una explicacin de losfundamentos qumicos subyacentes. El docente debe escoger, en funcin del nivel delestudiante, hasta dnde profundiza en la explicacin.

Antocianinas

Las antocianinas (o antocianos) constituyen un grupo de pigmentos hidrosolubles (sonsolubles en agua, en cido actico y en alcohol, pero no en aceites) responsables de la

coloracin roja, azul o violeta de muchas flores, frutas, hortalizas, etc. Tambin se

Figura 1.-Algunos cidos y bases que puedenencontrarse en un supermercado o en casa.


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EXPERIENCIAS CON INDICADORES DE pH

usan como colorantes en la alimentacin (E-163), obtenindose, en este caso, slo a

partir de comestibles, tales como fresas, cerezas, ciruelas, col lombarda, cebollasrojas, berenjenas, uvas, etc (BOE, 1996).

El ncleo principal de las antocianinas son las antocianidinas, constituidas por tresanillos con dobles enlaces conjugados, las cuales son las responsables del color de lasantocianinas. Concretamente, las antocianinas son antocianidinas en las que se hasustituido uno o ms grupos OH por grupos O-Glucosa (en lo sucesivo OGl). En lafigura 2 se muestra la cianina (su correspondiente antocianidina se denominacianidina), una de las antocianinas que aparece ms comnmente en los extractos devegetales, en su forma cida y bsica. Las antocianinas son muy sensibles a lasvariaciones de pH. En general, adquieren un color rojo en medio cido y cambian decolor a azul oscuro cuando el pH se hace bsico, pasando por el color violeta. De

hecho, antiguamente se empleaban estas sustancias naturales como indicadores delpH (Accum, 1836).

En los extractos vegetales pueden encontrarse varios tipos de antocianinas juntas, lascuales confieren a cada extracto particular diferentes cambios de color frente al pH. Anivel molecular las diferencias entre las antocianinas estn en la distribucin y en elnmero de grupos OH y OCH3de la antocianidina correspondiente y en los gruposOH que han sido sustituidos por grupos OGl.

Figura 2.- Forma cida y bsica de la cianina.

Seguidamente se describe el procedimiento a seguir para obtener dos indicadores depH basados en las antocianinas: (i) el obtenido a partir de col lombarda (brssicaolercea capitata rubra) y (ii) el extrado de ptalos de rosas rojas (rosa spp.). En lafigura 3 se muestra una col lombarda. Esta hortaliza es similar a la col normal (orepollo) pero de color morado. Es ms fcil encontrarla en el mercado durante los

meses de invierno, aunque actualmente puede adquirirse durante casi todo el ao.


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Figura 3.-Col lombarda.

Se han escogido estos dos indicadores por sus particulares caractersticas, si bien seinsta al lector a que pruebe con otros. As, el extracto de col lombarda es uno de losextractos vegetales con ms cambios de color, mientras que el extracto obtenido apartir de ptalos de rosa es prcticamente incoloro en un intervalo bastante amplio delpH, adquiriendo coloracin a pH tanto cido como bsico.

En la tabla 1 se muestra la relacin entre el pH y color del extracto de lombarda y elde ptalos de rosas rojas, respectivamente (Schreiner et al., 1989).

col lombarda

color rojointenso

rojovioleta

violeta azulvioleta

azul azulverde

verdeazulado

verde amar il lo

pH < 2 4 6 7 7.5 9 10 12 >13ptalos de rosarojacolor rosa incoloro o amarillo muy plido amarillo

plidoamarillo verde marrn

pH


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de varios vasos, un cuchillo, una cucharilla de acero inoxidable, papel de filtro de caf

y un embudo. Adems, si se obtiene el extracto con agua hirviendo se necesita uncazo y un hornillo, mientras que si se obtiene el extracto con alcohol etlico senecesitar una maza y un mortero. Conviene que los vasos usados sean incoloros ytransparentes con el fin de observar claramente los colores del indicador.

El procedimiento a seguir es el siguiente. En primer lugar se trocea finamente un parde hojas de col lombarda y se introducen en el cazo. Se agrega agua y se calienta alfuego. Se mantiene en ebullicin durante unos 10 minutos y posteriormente se retiradel fuego para dejarla enfriar. A continuacin se filtra el lquido de las hojas usando unembudo con papel de filtro. El lquido que se ha obtenido es el indicador de pH, quetendr un intenso color violeta. Los restos de las hojas de col lombarda han perdido elcolor violeta y ahora tienen una tonalidad verdosa; principalmente las hojas externas,

que son las expuestas a la luz y las que poseen ms clorofilas. El extracto obtenidomediante este procedimiento es algo turbio debido a que el agua ha extrado de la collombarda otras sustancias adems de las antocianinas. Otra forma de obtener elextracto es machacar con un mortero las hojas de col lombarda finamente troceadascon unos 100 ml de alcohol etlico, en lugar de hervirlas con agua. Luego se filtra elextracto con el embudo y el papel de filtro. De esta forma el extracto que se obtieneno tiene turbidez. Aunque el procedimiento en el que se hierve la col con agua tiene laventaja de que se puede cocer una col entera, obtener una gran cantidad de extracto yluego podemos comernos la col; incluso puede hervirse usando una olla a presin.

Conviene destacar que si se obtiene el extracto con agua hirviendo, al dejarlo unos

das a temperatura ambiente comenzar a descomponerse y perder el color debido ala accin de microorganismos. Para conservarlo ms tiempo se puede congelar o bienagregarle una octava parte de su volumen de alcohol etlico. Se puede impregnar tirasde papel de filtro de caf con el extracto y dejarlo secar. Tambin se puede concentrarel extracto hirviendo la disolucin o ponindola al bao Mara. Si concentramos elextracto hasta que se vuelva slido podemos extraer con alcohol etlico el colorante ysepararlo de aquellas sustancias no solubles en alcohol que s estaban presentes en elagua. Esta disolucin ser mucho ms estable, ya que a los microorganismos lescuesta ms desarrollarse en ella. Adems se han eliminado sustancias que enturbianla disolucin. En cualquier caso, con el paso del tiempo estos indicadores de pH sedegradan y pierden su color.

Para obtener el extracto de los ptalos de una rosa roja se sigue un procedimientoidntico al empleado para obtener el extracto de col lombarda cuando se usa alcoholetlico. En primer lugar troceamos finamente los ptalos y se introducen en unrecipiente. Despus se agregan unos 50 ml de alcohol etlico y se machacan losptalos con una maza y un mortero. Finalmente, se filtra el extracto usando unembudo con papel de filtro. El lquido obtenido es el indicador de pH, que tendr unligero color rojizo.

Curcumina

La curcumina se obtiene de una especia que procede de la raz de la crcuma

(crcuma longa), una planta herbcea de la India, cuyas races se emplean como


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condimento, tinte y estimulante medicinal desde hace siglos (vase la figura 4). La

curcumina confiere a la crcuma su intenso color amarillo. Se emplea en alimentacin(E-100) como colorante amarillo ocomo aromatizante (BOE, 1996),aunque tambin se comercializapara la deteccin de boro (AENOR,2003) y como indicador del pH. Lacrcuma en polvo, necesaria paraobtener la curcumina, puedeencontrarse en la seccin deespecias de las tiendas decomestibles o supermercados. Si

no se dispone de crcuma sepuede usar curry en su lugar, queresulta ms fcil de conseguir,pues la raz de crcuma es laprincipal especia que contiene elcurry.

En la figura 5 se muestra la molcula de curcumina en medio cido. En medio bsicoesta molcula puede perder tanto un hidrgeno de cualquiera de los dos grupos OHcomo el hidrgeno situado entre las dos cetonas. La prdida de cualquiera de estoshidrgenos se produce para pH!8-9. En la tabla 2 se muestra la relacin entre el pH ycolor del extracto de crcuma o curry (Schreiner et al., 1989).

Figura 5.-Molcula de curcumina en medio cido.

crcuma o currycolor amarillo naranja rojopH < 6 6-9 >9

Tabla 2.-Relacin entre el pH y el color del extracto de crcuma o curry.

Para obtener el extracto de crcuma o curry se necesita una cucharadita de curry (ocrcuma) y alcohol etlico. Tambin conviene disponer de varios vasos, una cucharillade acero inoxidable, papel de filtro de caf y un embudo.

El procedimiento a seguir para obtener el indicador de curcumina es el siguiente. Enprimer lugar se agrega una cucharadita de crcuma o curry a unos 50 ml de alcohol

Figura 4.-Races de crcuma, a partir de lascuales se obtiene la curcumina.


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etlico o isoproplico. Se agita vigorosamente y se deja reposar un par de minutos.

Debe repetirse el proceso anterior unas tres veces con el fin de extraer la mayorcantidad posible de extracto. A continuacin se emplea un embudo con papel de filtropara separar el lquido obtenido del slido. El lquido tendr un intenso color amarillo.El extracto se puede conservar tal cual o bien se pueden impregnar tiras de papel defiltro de caf con el extracto y dejarlas secar. Tambin se puede concentrar el extractocalentndolo, si bien en este caso conviene usar una placa calefactora en lugar delhornillo, ya que el alcohol etlico es fcilmente inflamable.

Fenolftalena

La fenolftalena es un indicador de pH muy conocido que se utiliza sobretodo paravaloraciones cido-base en qumica analtica, aunque tambin puede usarse para

medir el pH de una disolucin, pero de forma cualitativa. La fenolftalena cambia suestructura molecular y su color cuando el pH~9. En concreto, la fenolftalena esincolora cuando pH9. En la figura 6 semuestra la forma cida y bsica de la fenolftalena.

Figura 6.-Forma cida y bsica de la fenolftalena.

La principal dificultad que surge a la hora de preparar este indicador de pH es conocerdnde puede adquirirse sin tener que recurrir a una distribuidora de reactivosqumicos. Afortunadamente, la fenolftalena se usa ampliamente en la industriafarmacutica como principio activo de algunos medicamentos laxantes, lo cual facilitasu adquisicin en cualquier farmacia. Algunos medicamentos comerciales quecontienen fenolftalena como principio activo son: Laxante Bescansa comprimidos,Sure Lax, Laxen busto comprimidos, Agarol, Alofedina grageas, Damalax, Laxante

Oln granulado, Laxante Salud grageas, Lipograsil, Takata. El primero de ellos es el


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que se ha usado en este trabajo, se presenta en cajas con 40 comprimidos y cuesta

~3 "; un comprimido es suficiente para preparar el indicador. En principio cualquierade los medicamentos mencionados debera funcionar.

Para obtener este indicador de pH se necesita un comprimido (gragea o chicle) de unlaxante que contenga como principio activo fenolftalena; tambin se precisan unos100 milil itros de alcohol etlico. Por supuesto, tambin se necesitan sustancias bsicasy cidas para observar los cambios de color del indicador obtenido. Adems se debedisponer de varios vasos, una cucharilla de acero inoxidable, papel de filtro de caf, unembudo, una maza y un mortero.

El procedimiento a seguir es el siguiente. En primer lugar se agrega la pastilla laxantea 50 ml de alcohol etlico. Se tritura la pastilla todo lo que se pueda con el fin de

extraer la fenolftalena. Se remueve y se deja reposar un par de minutos. Acontinuacin se separa el lquido obtenido del slido, empleando un embudo con papelde filtro. Puede que el lquido tenga un ligero color amarillo por los excipientes y otrosprincipios activos que contiene el medicamento. El extracto se puede conservar talcual en un recipiente cerrado para evitar que el alcohol se evapore.

EXPERIENCIAS USANDO INDICADORES DE pH CASEROS

Comprobacin del carcter cido o bsico de algunas sustancias

Para observar los cambios de color que se producen en los extractos obtenidos alvariar el pH, se coloca un poco de agua en tres vasos transparentes e incoloros. Acontinuacin se agrega a cada uno de los vasos un poco del extracto que queramosestudiar. El vaso central se usar como patrn, mientras que los dos vasos restantesse usarn para determinar las variaciones de color al agregarles diversas sustancias,tanto cidas como bsicas. En principio, no tiene por qu conocerse el carcter de lassustancias empleadas. Conviene destacar que es ms fcil observar los colorescolocando un folio blanco debajo de los vasos.

Figura 7.-Algunos de los colores que adquiere el extracto de col lombarda alcambiar el pH. El pH de la disolucin aumenta hacia la derecha.

Tanto el indicador de col lombarda como el de rosa resultan muy atractivos, desde unpunto de vista visual, por la variacin de colores que presentan al cambiar el pH. Porello conviene preparar varias disoluciones con distintos valores del pH y as observar almismo tiempo toda la gama de colores que adquieren estos indicadores, tal y como se

muestra en las figuras 7 y 8. Esto puede hacerse a modo de demostracin, la cual


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puede finalizar aadiendo a cada una de las disoluciones un chorrito de leja, que

acta como decolorante, volvindolas incoloras al cabo de unos segundos. El poderdecolorante de la leja puede ponerse de manifiesto con muchas otras disolucionescoloreadas, tales como cerveza, Coca Cola, Bitter Kas, etc. Esto se debe a que la lejatiene un potencial normal de reduccin a cloro gaseoso muy alto: ClO + 4H++ 2eCl2 + 2H2O (E0= 2.04 V). El cloro gaseoso a su vez tiene tambin un elevadopotencial de reduccin, siendo por ello fuertemente oxidante: Cl2+ 2e 2Cl (E0=1.40 V).

F ig u r a 8 . - Algunos de los colores que adquiere el extracto de rosaal cambiar el pH. El pH de la disolucin aumenta hacia la derecha.

En el indicador obtenido a partir del extracto de crcuma las variaciones de colordebidas al cambio del pH son menos acentuadas que las observadas para el extractode col lombarda. En concreto, las sustancias cidas dan un color amarillo intenso,mientras que las sustancias bsicas confieren al extracto un color rojo intenso (vasela figura 9). Entre ambos extremos el extracto de crcuma adquiere coloracionesanaranjadas, tanto ms rojizas cuanto mayor es el carcter bsico de la sustancia encuestin. En cualquier caso, para comprobar el carcter cido o bsico de diversassustancias con este indicador, seguimos el procedimiento empleado con el indicadorde col lombarda. Se coloca un poco de agua en tres vasos y se agrega a cada uno delos vasos un poco del extracto que se ha preparado. El vaso central se usa comopatrn, mientras que los dos vasos restantes se usan para determinar las variacionesde color al agregarles sustancias cidas o bsicas.

Por ltimo, la fenolftalena slo nos permite determinar si una disolucin es bsica, yaque este indicador es incoloro cuando pH9. En la figura 10 se muestra el color rojo violceo que adquiere el extracto de

laxante (fenolftalena) cuando el pH de la disolucin es bsico.La principal particularidad de este indicadores que es incoloro a pH neutros o cidos, locual permite hacer algunas demostracionesmuy llamativas, tal y como se ver msadelante.

Por ltimo, conviene destacar lareversibilidad de todas estas reaccionesqumicas. As pues, podra realizarse lasiguiente experiencia. Se prepara una

disolucin cida de vinagre a la que seaaden unos mililitros de extracto de col

Figura 9. Colores que adquiere el

extracto de crcuma. El pH aumentahacia la derecha.


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lombarda. De acuerdo con la tabla 1, esta disolucin ser

de color rojo intenso. A continuacin se le aade gota agota una disolucin bsica de amoniaco, observando loscambios de color que se producen. La disolucin quecontiene el extracto de col lombarda cambiar de color alvariar el pH desde el rojo hasta el verde pasando por elazul. Posteriormente, y para demostrar la reversibilidadde las reacciones cido-base, se aade gota a gota unadisolucin cida de vinagre hasta que la disolucin quecontiene el extracto de col lombarda vuelve adquirir colorrojo intenso.

Acidez del aire expulsado por los pulmonesHaciendo uso del extracto de col lombarda se puede demostrar fcilmente que el CO2que espiramos se disuelve parcialmente en el agua y que, adems, es capaz deacidificar una disolucin ligeramente bsica (Accum, 1836). Para realizar estaexperiencia se necesita: indicador de pH de col lombarda, amoniaco, agua, dos vasosy una pajita.

En primer lugar, se vierten unos 50 ml agua en un vaso y se le aade la cantidadnecesaria de indicador de pH de col lombarda para que la disolucin tenga un colorapreciable. Si se coloca un papel blanco debajo del vaso se observa mejor su color. Acontinuacin se agregan unas gotas de amoniaco a la disolucin coloreada hasta que

sta adquiera una coloracin verdosa. Se toma la mitad de esa disolucin y seintroduce en otro vaso, que ser el color de referencia. Seguidamente se sopla atravs de la pajita en el interior de la disolucin durante un minuto (por supuesto,parando para respirar). La disolucin cambiar de color volvindose azul, tal y comose muestra en la figura 11.

Lo que ocurre es que al soplar se expulsa dixido de carbono (CO2), el cual se disuelveparcialmente en el agua,

CO2 (g) + H2O CO2(ac) + H2O

Ya en disolucin, reacciona con el agua,transformndose en cido carbnico segn la

reaccin

CO2(ac) + H2O H2CO3

y, posteriormente,

H2CO3HCO3+ H+(pKa=6.37)

HCO3 CO32 + H+(pKa=10.25)

Este cido neutraliza la disolucin deamoniaco, que era inicialmente bsica (colorverde segn la tabla 1), y se vuelve neutra(color azul segn la tabla 1).

Figura 10. Cambio decolor del laxante.

Figura 11.- Cambio de colorobservado al burbujear dixido decarbono con una pajita.


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Electrlisis del agua

Todos los indicadores de pH que hemos obtenido pueden emplearse para estudiar lasreacciones electroqumicas que se producen, por ejemplo, en la electrlisis del agua oen la corrosin de un clavo de hierro. Usando cualquiera de los indicadores que se hanpropuesto anteriormente es sencillo comprobar cmo cambia localmente el pH delagua cuando se realiza una electrlisis. Para ello se necesita, adems de un indicadorde pH, un par de pilas de 4.5 V, un vaso, dos electrodos de carbono y unos 50 cm decable elctrico.

indicador de PH Ctodo (burbujea H2) nodo (burbujea O

2) Resto de la d isolucin

col lombarda verde rojo violetacurry o crcuma rojo amarillo amarillo

fenolftalena rojo violceo incoloro incoloroTabla 3.-Color de la disolucin en las proximidades de los electrodos y en el resto dela disolucin cuando se realiza una electrlisis del agua.

Se llena un vaso con agua del grifo y se conectan las dos pilas de 4.5 V en seriemediante cables elctricos, con el fin de obtener una pila de 9 V. Luego se conecta lapila resultante a los dos electrodos de carbono, los cuales pueden extraerse de dospilas salinas gastadas de 1.5 V, tal como se describe al final de la seccin. Acontinuacin se sumergen los dos electrodos en el vaso con agua y un poco deindicador de pH. Inmediatamente se observa que desprenden gases en amboselectrodos, hidrgeno en el ctodo y oxgeno en el nodo, y que el color de la

disolucin cambia en las proximidades de los electrodos. En la tabla 3 se muestran losresultados que se obtienen y en la figura 12 se detalla el montaje experimental.

Para comprender el resultado obtenido se debe considerar las semireacciones quetienen lugar en cada uno de los electrodos. En el ctodo se produce hidrgeno debidoa la reduccin del protn,

2H++ 2eH2,

mientras que en el nodo tiene lugar la oxidacin del agua,

H2O O2+ 2H++ 2e.

As pues, en ambos electrodos se desprenden gases, si bien se producen la mitad de

moles de oxgeno que de hidrgeno. Este hecho se puede comprobar fcilmente alrealizar la experiencia, ya que se observa que el ctodo burbujea con ms intensidadque el nodo.

Por otra parte, las semireacciones anteriores modifican el pH de la disolucin:mientras que en el ctodo disminuye la concentracin de protones en el nodoaumenta; de ah que cambie el color de la disolucin en las proximidades de loselectrodos. As es, la disolucin prxima al ctodo adquiere color verde cuando se usacol lombarda, color rojo al emplear curry o crcuma, y rojo violceo al utilizarfenolftalena. Todos estos cambios de color indican que la disolucin prxima al ctodotiene un pH bsico. El nodo, sin embargo, adquiere color rojo cuando se usa col

lombarda, mientras que al usar curry, crcuma o fenolftalena no se observan cambios


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de color, lo cual indica que el pH de la disolucin en las proximidades del nodo es

cido.Para obtener los electrodos de carbonoque necesitamos en esta experiencia setoma una pila salina gastada de 1.5 V yse retira su recubrimiento superficial,que suele ser de plstico o de hierro,con ayuda de dos alicates y un cuchillo.En la figura 13 se muestran las partesque componen una pila salina. Merecela pena destacar que las pilas alcalinasno tienen este tipo de electrodos.

Adems no conviene manipularlas, puescontienen una disolucin de una basefuerte en su interior (hidrxido potsico,KOH).

Una vez retirado este recubrimientoqueda al descubierto el electrodo decinc de la pila, que tiene forma derecipiente. En las pilas salinas ste es elpolo negativo. El interior de esterecipiente est lleno de una mezcla de

dixido de manganeso, polvo de carbny cloruro amnico, que acta comoelectrolito; por ltimo, en la parte

central se encuentra el electrodo de carbono, que es el polo positivo en estas pilas.Aunque este electrodo es de carbn de retorta prensado, sus propiedades elctricasson muy similares a las del grafito: es conductor, tiene un elevado punto de fusin ypuede emplearse en electrlisis ya que no es atacado qumicamente.

Tanto el recipiente de cinc como eldixido de manganeso que contieneson aprovechables, ya que puedenusarse para realizar numerosas

experiencias. Por ejemplo, el cincpuede utilizarse para obtenerhidrgeno con cido clorhdrico,mientras que el dixido de manganesopuede emplearse para catalizar ladescomposicin del agua oxigenada.

Transformar agua en vino

Transformar agua en vino (y vino enagua) es un truco clsico de magia. En

este truco el mago toca con su varitaun vaso lleno de agua y rpidamente

Figura 12.- Electrolisis de agua del grifousando col lombarda como indicador del pH.

Figura 13.-Partes que componen una pilasalina: el recipiente de cinc, el electrodo de

carbono y el polvo de dixido de manganeso.


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lo vierte en una tpica copa de vino, pero vaca. De repente el agua se convierte en

vino rosado. Luego aade el vino rosado a un tercer vaso y se transforma de nuevoen agua. Se puede hacer este truco sin saber nada de magia, empleando algunos delos compuestos qumicos que se han usado en este trabajo. Para ello se necesita unacucharilla, dos vasos, una copa de vino, sosa custica, agua fuerte, fenolftalena yagua.

El procedimiento, aadiendo la teatralidad que se quiera, sera el siguiente. Se llenaun vaso con agua y se le aade unos mililitros de fenolftalena. Aunque la fenolftalenaes incolora, nuestro extracto tiene cierta coloracin amarillenta, sin duda debido a losexcipientes de la pastilla laxante. Sin embargo, como se ha aadido poca cantidad deindicador, no debera de notarse nada en el vaso. Esta disolucin sera el agua. Acontinuacin se prepara una disolucin de NaOH y otra de HCl de similar

concentracin. Se aade 1 gota de NaOH a una copa, 2 gotas de HCl a un vaso, 3gotas de NaOH a otra copa y 4 gotas de HCl a otro vaso. Seguidamente se aade elagua contenida en el vaso a la copa de vino, que contiene 1 gota de NaOH, yadquirir inmediatamente un color rojo violceo, que es el de la fenolftalena en mediobsico. A continuacin se vierte el vino al siguiente vaso, donde se ha aadido 2gotas de HCl, y la disolucin pierde de nuevo su color, pues la fenolftalena en mediocido es incolora. Finalmente, se repite el procedimiento con la copa y el vaso quequeda, convirtiendo el agua en vino y el vino en agua una vez ms.

CONCLUSIN

Se pueden realizar muchas experiencias de qumica en casa, usando utensilios decocina y reactivos que se pueden encontrar en casa o adquirir en cualquiersupermercado o farmacia, sin necesidad de disponer de material y reactivos delaboratorio. Estas experiencias y demostraciones ayudan a despertar el inters de losalumnos, incitndoles a observar y analizar los fenmenos qumicos que les rodean;una buena constatacin de esto puede encontrarse en la gran variedad de experienciaspresentadas en las ediciones de la Feria Madrid por la Ciencia (VV. AA., 2000-2004).De hecho, las experiencias que se recopilan en este trabajo constituyen parte dealgunos de los cursos que he impartido sobre ciencia recreativa enfocados alprofesorado de enseanza secundaria (Garcia Molina y Heredia Avalos, 2004; 2005),en el cual los asistentes han constatado que las actividades cientficas (en general) y

las de fsica y qumica (en particular) no tienen por qu ser aburridas y puedenintroducirse en el aula sin necesidad de equipamientos sofisticados.

Concretamente, en este trabajo se ha descrito la forma de obtener algunos indicadoresde pH a partir de los pigmentos naturales de la rosa, la col lombarda y la crcuma(antocianinas y curcumina) y de pastillas laxantes (fenolftalena).

Haciendo uso de estos indicadores, se puede determinar fcilmente el carcter bsico,neutro o cido de muchas sustancias mediante los cambios de color de estosindicadores. Tambin se han propuesto algunas experiencias sencillas relacionadas conlas reacciones cido-base, e incluso, se han puesto de manifiesto las variacioneslocales del pH cuando se realiza una electrolisis de agua.


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S. HEREDIA VALOS

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SUMMARY

In this work, several experiments related with acid-base chemical reactions aredescribed. All the experiments can be done with kitchen utensils and using cheapsubstances that can be easily found in supermarkets, pharmacies and even at home.Specifically, it is described how to obtain pH indicators from vegetal extracts andmedicines. In addition, several experiments using these pH indicators are proposed inorder to study the acid-base chemical reactions. All these experiments are addressedto secondary school students.

Keywords: Chemistry experiments; pH indicators; home materials and reagents;chemical demonstrations.

Experiencias sorprendentes de quimica con indicadores de pH caseros (1)

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