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Summary

se realizó la extracción del
pigmento de la col morada, colocando las hojas de la misma
en un matraz erlenmeyer y calentando con agua desionizada
evitando la ebullición y recolectando el pigmento,
posteriormente este pigmento se le determino el pH y fue
sometido a dos m...

Description

Universidad Autónoma Metropolitana Unidad Iztapalapa División de Ciencias Básicas e Ingeniería, Universidad Autónoma Metropolitana-Iztapalapa, San Rafael Atlixco 186, Col. Vicentina Iztapalapa, México D.F. 09340, México

Extracción de una tinta como indicador de pH a partir de col morada Integrantes: Robles Vilchis Elizabeth, Rivera Pérez Diego, Sosa Juárez José Luis UEA: Laboratorio de Química 2

Profesor: Dr. Salvador Tello Solís

Trimestre: 16-O

Objetivo

Introducción

Extraer tinta de la col morada y emplearla como indicador de pH.

Diariamente la naturaleza se viste de colores. Los animales y los vegetales los usan para alegrarnos la vida, condicionándonos de tal manera que a algunos colores artificiales los nombramos por su semejanza con los naturales: El verde limón, el azul marino, el violeta o el anaranjado, son tan sólo algunos ejemplos.

Resumen En esta práctica experimental se realizó la extracción del pigmento de la col morada, colocando las hojas de la misma en un matraz erlenmeyer y calentando con agua desionizada evitando la ebullición y recolectando el pigmento, posteriormente este pigmento se le determino el pH y fue sometido a dos medios ácido y básico, con el fin de observar un cambio en la coloración, después se realizaron diluciones del medio ácido y básico para observar los cambios de coloración correspondientes y por último se mezclaron las determinaciones antes mencionadas para observar de nuevo las diferentes tonalidades y a todas se les determino el pH. Y finalmente se observó el comportamiento anfótero de unos de los componentes activos del Alka-Seltzer en los dos medios donde el colorante de la col (indicador) fue sometido. Palabras Clave -Indicador pH -Col morada

- pH -Base

-Acido -Anfótero

- Cianidina

Muchos de estos colores provienen de plantas los cuales son los pigmentos que las colorean son las antocianinas, las cuales pertenecen al grupo de compuestos químicos denominados flavonoides. Por ejemplo, las cerezas, las moras, la col y la cebolla morada, las hortensias, el maíz azul y muchas otras flores y frutas más contienen flavonoides. Estos flavonoides se pueden extraer fácilmente usando disolventes polares como el agua o el etanol (entre Otros), ya sea por maceración de la planta, flor o fruto, o por calentamiento a baño María o a ebullición. Por ejemplo, el colorante de la col morada (brasica oleracea) se puede extraer calentando durante 5-10 minutos, una o dos hojas de la col en una taza con agua purificada. El colorante natural así obtenido es, por

supuesto, totalmente comestible, por lo que se ha propuesto su uso como pigmento para medicamentos. El colorante en cuestión se llama cianidina (figura 1), y tiene propiedades químicas muy interesantes pues el color azul-violeta que presenta en medio neutro (pH = 7) cambia a colores que tienden hacia el rojo en medio ácido (pH = 1-6), y a colores que en medio básico tienden hacia el verde (pH = 8-12) y al amarillo (pH = 13-14)

Figura 2. Escala de colores que toma el extracto de la col morada: en presencia de ácidos (1-6) y bases (8-14).

Experimentación

Fig. 1

Figura 1 Tenemos las hojas de col moradas utilizadas para hacer el indicador de pH.

Figura 2 La col morada en el matraz apunto de hervirlo

Figura 1. Fórmula estructural (izquierda) y un modelo de volumen (derecha) de la cianidina.

Fig. 2

Estas propiedades se pueden comprobar rápidamente, mezclando el extracto de la col morada con dos tipos de sustancia de uso común en casa: a). Sustancias ácidas tales como vinagre, jugo de limón, etc., y b). Sustancias básicas tales como bicarbonato de sodio, melox, detergente lavatrastos, etc. Además de esa evidencia, se puede predecir el pH de una sustancia determinada, comparando el color resultante de la mezcla de la sustancia y el extracto de la col con el de la escala de colores de la (figura 2). Se presenta la escala de colores del indicador. La sustancia activa se llama Cianidina.

Figura 3 tenemos el pigmento de la col morada

Fig. 3

Figura 4 Tenemos las soluciones amortiguadoras para calibrar el medidor de pH

Fig. 8

Figura 8 Tenemos nuestros tubos de ensaye con nuestro indicador de pH para su previo uso

Fig. 4

Figura 5 calibramos el medidor de pH con la solución amortiguadora de 7.00

Figura 9 Se medió el pH del indicador de col morada

Fig. 5 Fig. 9

Figura 6 calibramos el medidor de pH con la solución amortiguadora de 4.00 Fig. 6

Fig. 10

Figura 7 calibramos el medidor de pH con la solución amortiguadora de 10.00

Fig. 7

Fig. 11

Figura 10 y 11 Se le agregó el HCL a tubo 1 y vemos la fase del cambio y observamos en la tabla si es un ácido o base

Fig. 12

Figura 12 se medió el pH de la muestra 1

Fig. 16

Fig. 15

Figura 15 y 16 Se le agregó el NaOH al tubo 2 y vemos la fase del cambio y observamos en la tabla si es un ácido o base Figura 13 hidróxido de sodio a la concentración 1 M Figura 17 se medió el pH del tubo 2 después de agregarle el NaOH que es 11.24 Fig. 13

Fig. 17

Figura 14 se medió el pH del hidróxido de sodio que es 12.27

Fig. 14

Fig. 18

Fig. 19

Figura 18 y 19 Se hizo una disolución de HCL al tubo 3 y se le agrego al tubo 2 vemos la fase del cambio y observamos en la tabla si es un ácido o base

Figura 24 se observó que no hubo cambio

Fig. 24 Fig. 20

Fig. 21

Figura 20 y 21 Se hizo una disolución de NaOH al tubo 4 y se le agrego al tubo 5 vemos la fase del cambio y observamos en la tabla si es un ácido o base Figura 25 se medió el pH del tubo 5 después de agregarle el tubo 1 el cual fue 2.12

Figura 22 se medió el pH del tubo 5 después de agregarle la disolución de NaOH que es 9.98

Fig. 25

Fig. 22

Figura 23 se mezcla Fig. 11 con la 16, no hubo cambio de color Fig. 23

Figura 26 se mezcla fig.21 con 19 y observamos un color azul

Fig. 26

Figura 27 se observó el cambio de color a azul

Fig. 31 Fig. 27

Figura 31 observamos el cambio de color de los dos matraces a un morado es decir a neutro

Figura 28 se medió el pH del tubo 7 el cual fue 7.85

Fig. 28

Fig. 29

Fig. 32

Fig. 30

Figura 32 Obsérvanos los tubos de ensaye con nuestro resultado Cálculos, Resultados y Análisis de resultados

CUESTIONARIO PREVIO A LA EXPERIMENTACIÓN

1.- ¿Qué es un indicador ácido-base?

Figura 29 tenemos en el matraz lo del tubo 5, y en el otro matraz figura 30 lo del tubo 3 y a los dos se les va agregar un alka seltzer

Podemos definir a un indicador ácido-base como, una sustancia que puede ser de carácter ácido o básico débil, que posee la propiedad de presentar coloraciones diferentes dependiendo del pH de la disolución en la que dicha sustancia se encuentre diluida. 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 una unidad arriba y otra

abajo 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.

2.- Principales indicadores ácido-base (mínimo 3 ejemplos) con estructuras químicas. Indicador y Estructura química

Azul bromotimol

amari llo

6.0-7.6

azul

Color Intervalo Color a a pH de pH alto bajo transició n de pH

Naranja de metilo

Rojo

3.1-4.4

Naranja

Rojo de metilo

4.4-6.2 Rojo

amarillo

Análisis de la experimentación Los flavonoides ejercen una amplia función en las plantas, principalmente como pigmentos, a nivel celular tiene funciones de reguladoras del ciclo celular; los flavonoides presentes en la col morada, el componente en mayor proporción es la cianidina que confiere el color morado a la col, y la quercetina, este último actúa como inflamatorio. Para un indicador la sustancia que permite medir el pH de un medio, habitualmente se utilizan sustancias químicas que cambien de color frente a medios ácidos o básicos, este cambio de color se ve reflejado en un cambio estructural inducido por la protonación o desprotonación de la especie, en el siguiente esquema mostramos el cambio estructural dela protonación y desprotonación de la cianidina:

12.24

Anexos Conclusiones El pH es un medio cuantitativo importante y de gran utilidad, en esta práctica aprendimos a observar como los componentes de una especie vegetal cianidina (Col morada) en presencia de soluciones de ácido clorhídrico e Hidróxido de sodio cambian de color debido a los cambios estructurales que implica la protonación y desprotonación, en un esquema anterior se muestra dicho cambio estructural y el color que presenta al ser sometida a un medio ácido y básico. La importancia de conocer las estructuras químicas implica una ventaja en conocer parámetros tan sencillos como los realizados en esta práctica si no se disponen de reactivos indicadores, este método es efectivo, solo falto calibrar el intervalo de viraje y ajustar una concentración debida del colorante de la col, aun sin realizar lo anterior, se observó de manera intuitiva dicho comportamiento y con los datos reportados en la literatura observamos que un medio acido el indicador del colorante de la col es de color rojizo y en un medio básico es azul, para esto en la tabla de resultados la mezcla del tubo de ensaye 2+3, donde se observa que hay mayor cantidad de ácido que de base, la mezcla resultante es ácida, cabe mencionar que se añadió HCl al tubo de ensaye 2 en exceso y esta atribución contribuyo a favorecer el medio ácido. En el tubo de ensaye 7 se añadieron soluciones diluidas de ácido como de base en proporción de gotas, igual que en el caso anterior, en lugar de favorecer el medio acido, en esta determinación se favorece el medio alcalino dando una coloración Azul correspondiente. En la figura 29 y 30 se tiene soluciones en medio ácidas y básicas del indicador (Pigmento de col morada) a ambas se les añadió una tableta de Alka-Seltzer, para observar el carácter anfótero del bicarbonato de sodio, una de sus principales sustancias activas del Alka-Seltzer, se observó como en ambos medios regreso al color inicial de nuestro indicador (Pigmento de col morada).

Antocianina: El nombre antocianina se deriva de dos palabras griegas que significan planta azul. Flavonoides: Los flavonoides son un ámplio grupo de compuestos polifenólicos de bajo peso molecular, los cuales se encuentran en las frutas, en los vegetales y también en algunos productos procesados a partir de productos naturales, tales como los jugos, los néctares y el vino. A los flavonoides se les atribuyen propiedades biológicas importantes, tales como antiinflamatorios, antialergénicos, anticancerígenos, etc. Cianidina : Aunque la cianidina es el compuesto que normalmente se considera como el responsable del color de la col morada, en la literatura se menciona que es una mezcla de 15 antocianinas las que le dan el color (Hunter 2000). Referencias [1] Edwin A. Metzl. “Acids, bases and indicators”. En línea:...