Experimento: Indicador de repollo morado

1. Introducción

Con el repollo morado se puede hacer un sencillo experimento para demostrar que sirve como un indicador ácido base. Este experimento se puede realizar en casa con materiales de fácil consecución en el mercado y no es costoso. 

¡Ideal como para una feria científica de secundaria o de primer año de universidad!

Video tutorial - Experimento en video

Antes de comenzar, la pregunta a hacerse es: ¿Que es un indicador?

Un indicador es una sustancia que permite medir el pH de un medio. Habitualmente, se utiliza como indicador sustancias químicas que cambia su color al cambiar el pH de la disolución. El cambio de color se debe a un cambio estructural inducido por la protonación o desprotonación de la especie. Los indicadores ácido-base tienen un intervalo de viraje de unas dos unidades de pH, en la que cambian la disolución en la que se encuentran de un color a otro, o de una disolución incolora, a una coloreada. Además, el pH es una medida de la acidez o basicidad de una solución.  

 Figura 1. Col Lombarda o Repollo Morado

De las hojas de repollo morado se puede obtener un indicador para así diferenciar entre ácidos y bases

Los ácidos:

* Tienen un sabor picante

* Dan un color característico a los indicadores (ver más abajo)

* Reaccionan con los metales liberando hidrógeno

* Reaccionan con las bases en un proceso denominado neutralización en el que ambos pierden sus características.

Las bases:

* Tienen un sabor amargo

* Dan un color característico a los indicadores (distinto al de los ácidos)

* Se sienten jabonosas al tacto.

Atención: nunca deben probarse esta clase de sustancias

2. Parte experimental

2.1 Para elaborar el indicador tienes que hacer lo siguiente:

a. Consigue un repollo morado, quítale algunas hojas y sepáralas en un tazón

b. Agrega las hojas de repollo morado a una olla, adiciona agua, enciende la estufa y deja que hierva por 10-15 minutos (mejor hasta que alcance los 100°C)

c. A medida que el agua se calienta, esta se irá tomando progresivamente un color violeta (proveniente de las hojas), entretanto, las hojas violetas se irán tornando verdes. Esto se debe a que el pigmento que da el color violeta es soluble en agua, sin embargo la clorofila-el color verde de las hojas-permanece porque no es soluble en agua. Espera hasta que el agua esté de color violeta y luego apaga la estufa.

Otra forma de extraer el pigmento es sumergir las hojas de col machacadas en alcohol etílico o isopropílico (de botiquín) durante unos 15 minutos, aunque se recomienda la primera opción por que se obtiene mas rápidamente y en mayor proporción.

d. Deja enfriar la olla, a continuación, toma un embudo, pon un papel de filtro de cafetera sobre el embudo, pon otra olla o un vaso debajo del embudo y pasa la cocción violeta sin dejar que las hojas se caigan. Una vez se haya reunido todo el líquido morado, puedes desechar las hojas.

En caso de haber obtenido mucho indicador, puedes conservarlo, eso si, combinándolo con unos 20 mL de alcohol etílico o isopropílico, ya que si se guarda el indicador que fue obtenido con ayuda del agua caliente, este se descompondrá por acción de microorganismos.

2.2 Comprobar que tipo de sustancias son ácidos o bases

En un vaso de plástico transparente, agrega 2 mL (o una cucharadita) de vinagre (ácido acético), agrega 5 mL (dos cucharadas) de agua y revuelve bien. Enseguida, con un gotero agrega 10 gotas del indicador de repollo violeta, agita un poco la mezcla y notarás que el vinagre adquiere una coloración rosada o roja, hecho que comprueba que el vinagre es un ácido.

En otro vaso transparente, agrega medio gramo de bicarbonato de soda-la punta de un cuchillo- (no confundir con el polvo para hornear), agrega dos cucharadas de agua, agita y revuelve bien. Enseguida, y con un gotero, adiciona 10 gotas del indicador de repollo violeta, agita la mezcla y en poco tiempo aparecerá un color verde en la solución, indicando que el bicarbonato de soda es una base.

Repite los ensayos anteriores con el jugo de un limón o de una naranja, amoniaco, líquido lavaloza, ácido muriático (ácido clorhídrico), leche e identifica cuales de ellos son ácidos o bases dependiendo de la coloración que tome el indicador.

2.3 Explicación Química:

Figura 2. Color que toma el indicador de repollo en medios ácido y básico, respectivamente

El repollo morado tiene como nombre cientifico Brassica oleracea , variedad capitata. Su color se debe a que además de clorofila tiene otros pigmentos sensibles a la acidez como la antocianina y otros flavonoides. Estos pigmentos son solubles en agua, en ácido acético, y en alcohol, pero no en aceite.

El color del pigmento en función de pH es:

Rojo intenso 2 (muy ácido), Rojo violáceo (rosa) 4, Violeta 6, Azul violeta 7 (neutro) , Azul 7.5, azul (agua marina) 9, Verde azulado 10, Verde intenso 12 (muy básico)

 Figura 3. Escala del indicador de repollo morado

Lo que sucede con el indicador de repollo es una simple reacción ácido base, es decir, cuando el jugo de repollo entra en contacto con ácidos, la estructura química del jugo de repollo adquiere una estructura y cuando el jugo de repollo entra en contacto con bases, adquiere otra.

En medio ácido el jugo de repollo (que es morado) se torna rojo por que los anillos de benceno (moléculas hexagonales con dobles enlaces internos) se conjugan; mientras que en medio básico el jugo de repollo se torna verde o azul, por que la conjugación que existía se destruye, y por ende ya no va a exhibir coloración roja.

Figura 4. Estructuras del indicador de repollo morado en medio ácido y en medio básico, respectivamente

2.4 Potencial de Hidrógeno (pH) y escala de pH

El pH es una medida de la cantidad de iones hidrogeno positivos, o hidronios (H+) en una solución determinada. Este es un parámetro muy importante en Química y en las industrias cosmética, alimentaria, farmaceútica, y en donde se requiera su uso

La escala de pH se maneja desde 1 hasta el 14, en donde los valores 1 a 6 indican acidez, el valor de 7 es un punto neutro, y los valores desde 8 a 14 se consideran indicadores de basicidad

Figura 5. Escala de pH y ejemplos de sustancias comunes y su pH

Mas sobre los indicadores en:

http://es.wikipedia.org/wiki/Indicador_de_pH
http://es.wikipedia.org/wiki/PH