Sin duda, el indicador ácido base casero más popular es el que se hace con extracto de col lombarda. Sin embargo, hay otras muchas sustancias naturales con las que se puede obtener un buen indicador. Hace un tiempo experimentamos con las hojas rojas de la flor de Pascua y con pétalos de hibisco. Ahora que el campo está lleno de amapolas vamos a ver si sus pétalos también funcionan como indicador.
Materiales:
- Unas pocas amapolas.
- Bol con agua caliente pero que no queme.
- Tijeras.
- Vasos y cucharas.
- Colador.
- Algunos ácidos y bases de uso común en casa: vinagre, zumo de limón, bicarbonato, jabón de lavaplatos, de lavadora, limpiacristales, etc. Con niños es mejor evitar productos peligrosos como la lejía y el amoniaco.
- Una bandeja para no manchar la mesa.
Procedimiento:
- Corta los pétalos de amapolas en trocitos y ponlos en el bol de agua caliente. Remueve con la cuchara para facilitar la extracción de sus jugos. Espera a que se enfríe, después usa un colador para separar el líquido de los pétalos. Tu indicador ya está listo.
- Mientras esperas, prepara unos vasos con una pequeña cantidad de los ácidos y bases con los que vayas a experimentar.
- Añade en cada vaso un par de cucharaditas de extracto de pétalos de amapolas. Observarás que los ácidos se vuelven anaranjados y las bases marrones y amarillas.
- Sigue experimentando neutralizando un ácido con una base. Mezcla los vasos de vinagre y bicarbonato. Ambos reaccionarán produciendo montones de burbujas de dióxido de carbono. Es muy divertido pero asegúrate de que lo haces sobre una bandeja.
¿Qué ocurre?
Todos los líquidos son ácidos, bases o neutros (ni ácido, ni base). Muchas de las propiedades de los ácidos y de las bases son conocidas desde la antigüedad, sin embargo, la primera definición formal la hizo el físico y químico sueco Svante August Arrhenius, Nobel de Química en 1903.
La teoría de Arrhenius tiene sus limitaciones porque solo explica el comportamiento de ácidos y bases cuando están disueltos en agua. Otras definiciones posteriores más completas son: la de Brønsted y Lowry y la de Lewis, pero nosotros nos quedaremos con la de Arrhenius porque es la más sencilla y además es válida para la mayoría de las sustancias.
Algunas propiedades de los ácidos. Su sabor es agrio, reccionan con ciertos metales liberando H2, conducen la electricidad en disolución acuosa, atacan a la materia orgánica (aquí lo verás en acción), cambian el color de los indicadores ácido base, sus características se neutralizan cuando reaccionan con una base y por último, reaccionan con los carbonatos desprendiendo CO2. Precisamente esta propiedad la hemos la aprovechado en muchos experimentos divertidos:
Infla un globo con vinagre y cáscaras de huevos.
Acidificación de de mares y océanos.
Infla un globo con vinagre y bicarbonato.
En casa tenemos muchos ácidos: vinagre, zumos de naranja y limón, leche, refrescos gaseosos, café, zumo de tomate, aspirinas…
Algunas propiedades de las bases. Su sabor es amargo, su tacto jabonoso, disuelven las grasas (lo puedes ver en este experimento), conducen la electricidad cuando se disuelven en agua, cambian el color del indicador ácido base y sus propiedades desaparecen cuando reaccionan con un ácido (neutralización). En casa encontraremos multitud de bases: bicarbonato (disuelto en agua), pasta de dientes, detergentes, lejía, amoniaco, clara de huevo…
Sustancias neutras. Son las que no son ni ácidas ni básicas. El agua pura es neutra.
Teoría de Arrhenius. La molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Hemos visto en otros experimentos lo fuerte que es la atracción entre las moléculas de agua. A veces la atracción es tan importante que uno de los hidrógenos escapa de una de las moléculas formándose un ion hidronio y un ion hidroxilo. Esta es la ecuación química:
H2O + H2O ↔ H3O+ + OH–
agua + agua ↔ ion hidronio + ion hidroxilo
En el agua, la concentración de ambos iones es la misma:
[H3O+] =[OH–] =10-7 M (molar)
Según Arrhenius un ácido es aquella sustancia que al disolverse en agua aumenta la concentración de iones hidronio. Por otro lado, una base es la sustancia que al disolverse en agua hace que aumente la concentración de iones hidroxilo.
HCl +H2O ↔ H3O+ + Cl–
ácido clorhídrico + agua ↔ ion hidronio + ion cloro
NaOH + H2O ↔ Na+ + OH– + H2O
sosa cáustica (base) + agua ↔ ion sodio + ion hidroxilo + agua
Indicador ácido base. Un indicador es una sustancia que adopta un color característico según se ponga en contacto con un ácido o una base. Los pétalos de amapola contienen unos pigmentos llamados antocianinas que se comportan como indicador.
El pH. No todos los ácidos son igual de ácidos, ni todas las bases igual de básicas. Para medir la acidez y la basicidad de un líquido se usa la escala de pH, que va del 0 al 14. El agua destilada es neutra y tiene un pH=7, el valor central. Los ácidos tienen un pH comprendido entre el 0 y el 7, mientras que el pH de las bases está entre el 7 y el 14.
El pH es una medida de la concentración de iones hidronio pero expresada de forma logarítmica. Recuerda que la concentración de iones hidronio en el agua era [H3O+] = 10-7M =0,0000001M. Como a los químicos no les gusta trabajar con esos números tan pequeños se usa el logaritmo de esa concentración:
pH = -log[H3O+] (A los químicos tampoco les gustan los números negativos, por lo que añaden un signo menos para que el resultado sea positivo)
Así, para el agua queda pH = -log 10-7= 7
Los padres tienen la responsabilidad de elegir las actividades que según su criterio son seguras para sus hijos.Todas las actividades propuestas en Educaconbigbang deben estar siempre supervisadas por un adulto.
