Los más conocidos son el naranja de metilo, que vira en el intervalo de pH 3,1 - 4,4, de color rojo a naranja, y la fenolftaleína, que varía desde un pH 8 hasta un pH 10, transformando disoluciones incoloras en disoluciones con colores rosados / violetas. Además se pueden usar indicadores caseros como la disolución resultante de hervir con agua col lombarda (repollo colorado), pétalos de rosa roja, raíces de cúrcuma a partir de las cuales se obtiene curcumina, y otros(entre los cuales podemos destacar al repollado morado y la piel de ciruela, que son usadas por algunas culturas indígenas).
El repollo morado
como indicador natural de pH
Resumen:
Se
verificará si el jugo de repollo morado puede ser utilizado como indicador de
pH natural, detectando sustancias básicas, ácidas o neutras, en ciertos
compuestos.
Introducción
Objetivos:
• Determinar cómo actúa el indicador de
pH del repollo morado.
• Determinar, a través del uso del
repollo morado como indicador, el carácter (ácido, base o neutro) del vinagre
de alcohol (CH3-COOH), el bicarbonato de sodio, el agua (H2O), la leche, el champú,
la lavandina (Hipoclorito de Calcio) y el desengrasante (limpiador liquido) .
Conceptos
claves:
Sustancias
ácidas: Sustancias que en solución acuosa se disocian para liberar iones
Hidrógeno
Sustancias
bases: Sustancias que en solución acuosa se disocian y dan iones hidróxido
pH:
(potencial de hidrógeno) es una medida de acidez o alcalinidad de una
disolución. El pH indica la concentración de iones hidronio [H3O+] presentes en
determinadas sustancias. La sigla significa "potencial de hidrógeno".
Este término fue acuñado por el químico danés Sörensen, quien lo definió como
el logaritmo negativo en base 10 de la actividad de los iones hidrógeno. Esto
es:
La escala
de pH típicamente va de 0 a 14 en disolución acuosa, siendo ácidas las
disoluciones con pH menores a 7 (el valor del exponente de la concentración es
mayor, porque hay más iones en la disolución), y alcalinas las que tienen pH mayores
a 7. El pH = 7 indica la neutralidad de la disolución (cuando el disolvente es
agua).
Indicador
de pH: es una sustancia que permite medir el pH de un medio. Habitualmente, se
utilizan como indicador de las sustancias químicas que cambian 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.
Los más
conocidos son el naranja de metilo, que vira en el intervalo de pH 3,1 - 4,4,
de color rojo a naranja, y la fenolftaleína, que vira desde un pH 8 hasta un pH
10, transformando disoluciones incoloras en disoluciones con colores rosados /
violetas. Además se pueden usar indicadores caseros como la disolución
resultante de hervir con agua col lombarda (repollo colorado), pétalos de rosa
roja, raíces de cúrcuma a partir de las cuales se obtiene curcumina, y
otros(entre los cuales podemos destacar a la col morada y la piel de ciruela,
que son usadas por algunas culturas indígenas).
Los
indicadores de pH tienen una constante de protonación, que informa sobre el
desplazamiento de la reacción de protonación de la forma básica del indicador.
Se dice
que el cambio de color de un indicador es apreciable cuando la concentración de
la forma ácida o de la forma básica es superior o igual a 10 veces la
concentración de la forma básica o la forma ácida respectivamente.
El
indicador que más nos interesa es el del repollo colorado, puesto que es el que
utilizaremos en la experimentación, junto con el vinagre, el bicarbonato de
sodio, el agua, el champú, la lavandina y el desengrasante. Conozcamos más
sobre estos compuestos y materiales.
Repollo
morado: Es una variedad de col en la que las hojas poseen un color violáceo
característico, su color se debe a la presencia de un pigmento llamado
antocianina. La fuerza de este color puede depender en gran medida de la acidez
(pH) del suelo, las hojas crecen más rojas en suelos de carácter ácido mientras
que en los alcalinos son más azules.
Composición
química de la lombarda
Agua 91%
Hidratos
de carbono 5% (fibra 1%)
Proteínas
2, 6%
Lípidos
0,2%
Potasio
210 mg/100 g
Sodio 28
mg/100 g
Fósforo 23
mg/100 g
Calcio 42
mg/100 g
Hierro 5
mg/100 g
Vitamina C
46 mg/100 g
Vitamina A
6 mg/100 g
Baja en
calorías. Rica en compuestos de azufre, vitamina C y ácido cítrico. Aporta
mucha fibra lo que le confiere propiedades laxantes. Fuente importante de
antioxidantes.
Uso
En
comidas, y a veces se suele emplear como indicador del pH natural.
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)
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 lo
que la conjugación que existía se destruye, y por ende ya no va a exhibir
coloración roja.
Bicarbonato
de sodio: (también llamado bicarbonato sódico, hidrogenocarbonato de sodio o
carbonato ácido de sodio) es un compuesto sólido cristalino de color blanco muy
soluble en agua, con un ligero sabor alcalino parecido al del carbonato de
sodio, de fórmula NaHCO3. Se puede encontrar como mineral en la naturaleza o se
puede producir artificialmente.
Cuando se
expone a un ácido moderadamente fuerte se descompone en dióxido de carbono y
agua.
La reacción
es la siguiente:
• NaHCO3 + HCl → NaCl + H2O + CO2 (gas)
• NaHCO3
+ CH3COOH → CH3COONa + H2O + CO2
(gas)
Vinagre o ácido acético:(del latín vinum acre,
"vino agrio") es un líquido miscible en agua, con sabor agrio, que
proviene de la fermentación acética del vino y manzana (mediante las
bacteriasMycoderma aceti). El vinagre contiene una concentración que va de 3%
al 5% de ácido acético en agua. Los vinagres naturales también contienen
pequeñas cantidades de ácido tartárico y ácido cítrico.
El ácido
acético, ácido metilencarboxílico o ácido etanoico, se puede encontrar en forma
de ion acetato. Éste es un ácido que se encuentra en el vinagre, siendo el
principal responsable de su sabor y olor agrios. Su fórmula es CH3-COOH
(C2H4O2). De acuerdo con la IUPAC se denomina sistemáticamente ácido etanoico.
Agua: está
formada por dos átomos de hidrógeno (H) y un átomo de oxígeno (O) unidos
mediante dos enlaces covalentes, de manera que la molécula tiene una forma
triangular plana. Es decir, los átomos de hidrógeno (H) y oxígeno (O) están
separados entre sí, formando un ángulo de 104,45 ° aproximadamente. Además, se comporta como un
dipolo, es decir, tiene dos regiones con una cierta carga eléctrica, una de
ellas es positiva y la otra negativa. Esto se debe a que los átomos de
hidrógeno (H) y de oxígeno (O), presentan distinta electronegatividad.
Leche: es
una secreción nutritiva de color blanquecino opaco, producida por las glándulas
mamarias de las hembras. La leche, presenta características como:
Densidad:
Esta comprendida entre un mínimo: 1,028 g/ml, y un máximo: 1,033 g/ml, a 15ºC.
La leche
fresca es neutra al tornasol. Cuando envejece o está mal conservada aumenta su
acidez. La valoración de la misma se consigue agregando, gota a gota, solución
de hidróxido de sodio: NaOH, de concentración conocida, dentro de 10 mililitros
de leche hasta que la fenolftaleína adquiera color rojo.
La leche
está compuesta por:
Agua: La
leche es 90% de agua, lo que hace al agua el más importante componente de la
leche.
Proteína:
La leche contiene entre 3 y 4 % de proteína, dependiendo en la raza de la
vaca. Leche con mucha grasa también
tiene mucha proteína, y viceversa.
Grasa: La
grasa está entre 3.5 y 5.25%, dependiendo en la raza de la vaca y su nivel de
nutrición. La grasa da a la leche un
color amarillo, cuando esta cuenta con poco contenido graso entonces se torna
más blanca
Lactosa:
La lactosa es “el azúcar” de la leche y está presente en un 5%, da a la leche
su sabor dulce y forma el 52% de los sólidos en leche.
Vitaminas
y Minerales:
Vitamina
A: Protege contra enfermedades y mantiene la piel.
Vitamina
D: Ayuda a absorber el calcio.
Calcio:
Regula el corazón, ayuda a los nervios, y hace huesos y dientes fuerte
Champú:
son elaboraciones tensoactivas para la piel y el cabello en base a sulfatos de
alcoholes grasos, que sirven para quitar la suciedad y enfermedades
preocupantes del cabello y del cuero cabelludo. Un champú eficiente preparado
contiene alrededor de 12 ingredientes.
La
composición actual del champú es: surfactantes anfotéricos y catiónicos,
conservantes, colorantes certificados, fragancias y agua (H2O). Si bien, es
cierto que el pH 7 es el punto neutro en un medio acuoso, el pH más adecuado
para un champú para el cabello y para el contacto con la piel es de 5.5
(ligeramente ácido). Esto se debe a que
las proteínas de la piel contienen
grupos ácidos y básicos. Las proteínas son menos propensas a hidratarse,
hincharse y perjudicarse a su pH
isoeléctrico (valor en que se
neutralizan sus propios grupos ácidos y básicos) en el cual presentan su mínima solubilidad en
agua (H2O).
Lavandina:
también llamada, hipoclorito de sodio o hipoclorito sódico (cuya disolución en
agua es conocida popularmente como agua lavandina, cloro, lejía, agua de javel,
o blanqueador), es un compuesto químico fuertemente oxidante. Su fórmula es:
NaClO.
Contiene
el Cloro (Cl) en estado de oxidación +1 y por lo tanto es un oxidante fuerte y
económico. Debido a esta característica destruye muchos colorantes por lo que
se utiliza como blanqueador. Además se aprovechan sus propiedades
desinfectantes.
En disolución
acuosa sólo es estable a pH básico. Al acidular en presencia de Cloruro libera
Cloro elemental, que en condiciones normales se combina para formar el gas
dicloro, tóxico. Por esto, se debe alejar de cualquier ácido.
Desengrasantes:
o detergentes son productos químicos sintéticos de acción limpiadora que suelen
utilizarse como sustitutos de los jabones.
Los
detergentes tienen en su molécula un extremo iónico soluble en agua y otro
extremo no polar que desplaza a los aceites, tienen la ventaja, sobre los jabones,
de formar sulfatos de calcio y de magnesio solubles en agua, por lo que no
forman coágulos al usarlos con aguas duras. Además como el ácido
correspondiente de los sulfatos ácidos de alquilo es fuerte, sus sales
(detergentes) son neutras en agua, por lo tanto tienen pH neutro, con lo cual,
no dañan la piel.
Desarrollo:
Hipótesis
1.- Creemos
que el jugo de repollo morado (que es un indicador de pH) en un medio ácido, se
tornará rojo; en un medio básico se tornará verde y si el medio es neutro, no cambiará
de color.
2.- Suponemos
que, en contacto con el vinagre de alcohol (ácido), se tornará rojo; con el
bicarbonato de sodio (base), se tornará verde y con el agua (H2O) (neutra), no
se observarán cambios.
3.- Además,
suponemos que, el jugo de repollo en contacto con la leche y el champú, no
cambiarán de color; en contacto con la lavandina, si es un ácido cambiará a
verde y si es una base cambiará a rojo o amarillo; y tomando contacto con el detergente
(base) su color será naranja o no
cambiará de color.
Experimentación
con el indicador de pH del repollo morado
Materiales
y reactivos necesarios:
• Repollo morado
• Agua
• 2 recipientes de plástico
• 1 colador
• Cucharas
• 1 cuchillo
• Bicarbonato de sodio
• Vinagre de alcohol
• Frascos de vidrio
• Lavandina (hipoclorito de sodio)
• Leche
• Detergente
• Champú
• Cocina
• Olla
• Vaso
Procedimiento
Paso 1: Cortamos el repollo morado en rodajas finas y lo colocamos en un recipiente
plástico.
Paso 2: Colocamos el agua en una olla, y en el fuego hasta que hierva.
Paso 3: Una vez que el agua hirvió, la
volcamos en el recipiente que contenía las rodajas del repollo morado, y luego
lo tapamos. Al cabo de unos minutos, observamos cómo el agua se torna color
violeta oscuro.
Paso 4: Colamos el agua con las rodajas de repollo morado, obteniendo así solo el líquido de color violeta oscuro. Lo
dejamos enfriar unos minutos.
Paso 5: Preparamos los frascos, y colocamos en cada uno de ellos
del líquido violeta oscuro obtenido anteriormente.
Paso 6: En uno de los frascos, colocamos una
cucharadita de bicarbonato de sodio, dónde observamos los cambios.
Paso 7: En un segundo frasco colocamos una cucharadita de vinagre, y observamos los
cambios.
Paso 8: En un tercer frasco colocamos un poquito de agua, y no observamos ningún
cambio.
Paso 9: En
un cuarto frasco, colocamos unas gotas de leche. Observamos los cambios.
Paso 10:
En un quinto frasco, colocamos champú. Observamos los cambios.
Paso 11:
En un sexto frasco, colocamos una cucharada de lavandina. Observamos los
cambios.
Paso 12:
Por último, colocamos en otro frasco una cucharada de detergente. Observamos
los cambios.
Gracias por la información, es realmente valiosa y específica.
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