Conceptos clave
Química
Ácidos
Bases
Reacciones
Introducción
Puede que te guste la salsa de arándanos, pero si alguna vez has probado un arándano real, probablemente te haya sorprendido su sabor: ¡no es tan dulce como la salsa o las bayas secas azucaradas! Los arándanos rojos puros y el zumo de arándanos rojos son muy ácidos, pero pueden ser deliciosos cuando se combinan con otros ingredientes (como la ralladura de naranja y el azúcar).
Los arándanos rojos son ácidos, similares a los limones o las limas. Los alimentos que son ácidos suelen tener un sabor agrio o ácido, por lo que los utilizamos para alegrar una comida, pero rara vez los comemos solos. (¿Te imaginas comerte un limón entero?) Además de ser ácidos, los arándanos contienen un pigmento especial que cambia de color y que podemos utilizar para comprobar si algo es un ácido o una base. En esta actividad utilizaremos los arándanos rojos (en este caso, el zumo de arándanos) para identificar los ácidos y las bases y para observar las reacciones químicas que se producen al mezclar ambos. ¿Quién iba a decir que los arándanos son mucho más que una salsa?
Antecedentes
Si alguna vez te has hecho un corte con zumo de limón y has sentido ese escozor, entonces sabes un poco sobre los ácidos. Y probablemente también conozcas las bases: Cuando te lavas las manos y sientes que el jabón te resbala, eso es una base. La mayoría de los líquidos son ácidos o bases, pero algunos ácidos y bases son más fuertes que otros. El zumo de limón pica cuando te haces un corte porque es ácido. Pero otros tipos de ácidos muy fuertes pueden disolver la madera y el metal. Lo creas o no, el ácido de tu estómago (que ayuda a disolver la comida) es un ácido muy fuerte. Si dejas caer un poco de tu ácido estomacal sobre un bloque de madera, ¡el ácido lo atravesaría!
Para medir lo ácido o básico que es un líquido, utilizamos la escala de pH. Esta escala clasifica los líquidos de 0 a 14, siendo 0 el más ácido y 14 el más básico. Podemos identificar el grado de acidez o base de un líquido probando cómo reacciona con otros elementos. Para ello, solemos utilizar indicadores de pH, que cambian de color dependiendo de si se exponen a un ácido o a una base.
Los arándanos son especiales porque contienen un indicador natural de pH: unos pigmentos llamados antocianinas, que cambian de color dependiendo del pH de su entorno. En esta actividad utilizaremos esta capacidad especial de los arándanos para observar una reacción química y observar cómo la basicidad o la acidez cambia el color de un indicador de pH.
Materiales
- Tres tazas de zumo de arándanos puro, 100 por cien (no cóctel de zumo de arándanos)
- Bicarbonato de sodio
- Zumo de limón (cuatro cucharadas, aproximadamente dos limones, ya que el zumo recién exprimido funciona mejor)
- Cuatro vasos de cristal o de plástico transparentes
- Un bol o cazuela grande de plástico o de cristal transparente (Un molde de cristal grande para hornear funciona bien.)
- Cuchara medidora (cucharada)
- Taza medidora (tamaño de una taza)
- Una estación de trabajo plana que pueda estar expuesta a algunos derrames (incluido el zumo de arándanos)
Preparación
- Utilice la taza medidora para medir una taza de zumo de arándanos en tres de los vasos transparentes.
- Vuelve a utilizar el vaso medidor para medir una taza de agua en el cuarto vaso transparente.
- Si utilizas zumo de limón fresco (recomendado), exprime el limón y reserva el zumo en una taza o bol.
- Coloca los tres vasos con zumo uno al lado del otro en el plato grande. Llamaremos a la taza de la izquierda taza 1, la del medio es la taza 2, y la taza de la derecha es la taza 3. La taza con agua es la taza de agua, que debe apartarse por ahora.
Procedimiento
- Usa tu cuchara medidora para medir dos cucharadas de zumo de limón en la taza 1. Compara el color del zumo de arándanos en la taza 1, con el color del zumo en la taza 2 (sin limón). ¿Qué notas en el color del líquido del vaso 1? ¿Ha cambiado cuando has añadido el zumo de limón? Si es así, ¿el zumo de limón lo hizo más claro o más oscuro?
- Aparta la taza 1 por ahora.
- Usando tu cuchara medidora, mide una cucharada de bicarbonato de sodio y viértela en la taza 3 (a la derecha). ¿Qué ocurre cuando el bicarbonato llega al zumo de arándanos? ¿Qué ves? ¿Qué oyes? ¿Qué ocurre con el zumo? Hay más o menos en la taza?
- Deja que la reacción continúe durante al menos dos minutos. Cuando ya no se cree más espuma, observa el zumo en el fondo del vaso 3. Compáralo con el del vaso 2. ¿Qué ocurre? Compáralo con el vaso 2. ¿Qué notas en el color del líquido del vaso 3? ¿Es más oscuro, más claro o igual que el del vaso 2? ¿Y el volumen de zumo en el vaso 3? ¿Hay más o menos en el vaso 3 en comparación con el vaso 2? ¿Qué crees que ha provocado los cambios que observas en el vaso 3?
- Vuelve a poner el vaso 1 en tu plato, de modo que los tres vasos vuelvan a estar alineados en orden. Compara el color y el volumen de cada taza. Qué taza es la más diferente de las otras? En qué se diferencia?
- Limpia tu cuchara medidora para que no tenga bicarbonato. A continuación, úsala para añadir dos cucharadas de zumo de limón a la taza 3. ¿Qué ocurre cuando añades zumo de limón a la taza 3? ¿Notas alguna diferencia en la reacción con respecto a cuando añadiste bicarbonato de sodio? ¿En qué se diferencia esta reacción? En qué es igual?
- Deja que la reacción continúe durante aproximadamente dos minutos, hasta que no se cree más espuma. Ha cambiado algo en el vaso 3 después de añadir el zumo de limón? Si es así, ¿qué ha cambiado? Qué crees que ha provocado los cambios que observas?
- Usa tu cuchara medidora para medir dos cucharadas de bicarbonato de sodio en el vaso de agua. Observa lo que ocurre cuando añades el bicarbonato. ¿Qué notas en el agua? ¿Ha cambiado algo? ¿Qué te dice esto sobre la reacción del zumo de arándanos y el bicarbonato? ¿El bicarbonato de sodio siempre hace que los líquidos hagan espuma, o sólo algunos líquidos?
- Extra: Si tienes suficiente zumo de arándanos y de limón, prueba a añadir bicarbonato de sodio a dos tazas de zumo de arándanos, una al lado de la otra. Deja que se produzca la reacción. Ahora añade zumo de limón a una de las tazas. Compara el color y el volumen del zumo, así como el aspecto de la espuma en los dos vasos. ¿En qué se diferencian los dos vasos?
- Extra: Prueba a añadir dos cucharadas de zumo de limón a una taza de zumo de arándanos, y luego añade bicarbonato de sodio. Cómo cambia esto la reacción?
- Extra: Prueba a aumentar la cantidad de bicarbonato de sodio que añades. (¡Asegúrate de mantener esto en tu plato para que no se ensucie!) ¿Añadir más bicarbonato de sodio hace que la reacción ocurra más rápido? ¿Aumenta la cantidad de espuma?
- Extra: Con un ayudante adulto, prueba a poner en el microondas una taza de zumo de arándanos durante aproximadamente un minuto, haciéndolo tibio (pero no caliente). Añade el bicarbonato al zumo caliente. ¿Cambia la temperatura del zumo la reacción?
Observaciones y resultados
Puede que te hayas dado cuenta de que el color del zumo de arándanos ha cambiado cuando has añadido zumo de limón o bicarbonato. Al añadir el bicarbonato de sodio, el zumo debía adquirir un color más oscuro, mientras que al añadir el zumo de limón se aclaraba ligeramente. Esto se debe a los increíbles pigmentos que contienen los arándanos, las antocianinas, que actúan como indicadores del pH. Las antocianinas cambian de color dependiendo de si reaccionan con un ácido o una base. A partir de esta actividad, ¿adivinarías que las antocianinas se oscurecen cuando entran en contacto con una base o con un ácido? Si predijiste base, ¡tienes razón! Y en presencia de ácidos las antocianinas se vuelven de un color más claro.
Cuando añadiste bicarbonato de sodio al zumo de arándanos, se produjo una reacción que liberó un gas, que crea grandes burbujas así como pequeñas burbujas (espuma) en el zumo. Sin embargo, cuando añadiste bicarbonato de sodio al vaso de agua, no ocurrió nada: no se creó espuma, sólo un poco de agua turbia. ¿Por qué el bicarbonato no provoca una reacción en el agua como lo hace en el zumo de arándanos? La diferencia es que, como el zumo de arándanos es ligeramente ácido, reacciona con cualquier cosa que sea básica. El bicarbonato de sodio es una base, por lo que cuando entra en contacto con un ácido como el zumo de arándanos, se produce una reacción. Pero cuando el líquido tiene un pH neutro, como el agua, no se produce ninguna reacción.
Por último, también habrás notado que el volumen (cantidad de zumo) era menor en el vaso 3 después de la reacción del bicarbonato. Esto se debe a que la espuma creada por la reacción estaba formada por el propio zumo. (¡Por lo tanto, quedaba menos zumo líquido en el vaso porque parte del zumo se convirtió en espuma durante la reacción.
Más para explorar
Ácidos, bases y la escala de pH, de Science Buddies
Cabbage Chemistry-Finding Acids and Bases, de Scientific American
Masuring the Amount of Acid in Vinegar by Titration with an Indicator Solution, de Science Buddies
Science Activity for All Ages! de Science Buddies
Esta actividad se realiza en colaboración con Science Buddies
