Experimento con agua y aceite para el aula

PRIMERA PARTE: CAMBIOS FÍSICOS EN LA MATERIA. SEPARACIÓN DE SUSTANCIAS.

La primera experiencia se basa en una técnica de separación de mezclas. Este método conviene que aprovechéis la realización del experimento para entender y comprender bien los conceptos.

1. SEPARACIÓN DE LOS PIGMENTOS DE LAS HOJAS.

Las hojas de los vegetales están repletas de pigmentos como la xantofila, los beta-carotenos o las antocianinas. Estos pigmentos son en realidad compuestos de tipo orgánico que pueden extraerse y separarse mediante una técnica que se llama cromatografía. Este método se utiliza para separar mezclas homogéneas según lo rápido o lo lento que las sustancias se desplazan por un medio filtrante, en este caso una hoja de papel de filtro.

Vamos a utilizar los siguientes instrumentos:

1. Hojas verdes.
2. Mortero de cuarzo
3. Alcohol metílico (metanol)
4. Sal gorda, como abrasivo
5. Vasos de precipitados
6. Equipo de filtración

Para extraer los pigmentos nos ayudamos del mortero, para ello colocamos las hojas verdes con un poco de sal y añadimos 40 ml. de metanol. Trituramos las hojas, pero sin golpear, tan solo presionando y girando el mortero, hasta que aparece una coloración verde intensa. Cuanto más verde sea la mezcla, mejor saldrá la cromatografía.

Cuando hayamos llegado a punto de máxima coloración, filtramos la mezcla de metanol/ pigmentos sobre utilizando el embudo y el papel de filtro (podemos usar el mismo papel de filtro que usamos en la experiencia anterior) y recogemos la mezcla líquida del fondo del Erlenmeyer, para pasarla al vaso de precipitados. En él, situamos la banda de papel secante en ángulo y esperamos a que asciendan los pigmentos. Al cabo de poco tiempo podremos ver el resultado inicial, pero si queréis mas exactitud, podemos dejarlo toda la noche y mañana, en clase, os llevo a ver vuestras muestras.

Cuestiones que deben quedar claras en el informe.

¿Qué es la fase móvil y la fase estacionaria en una cromatografía? ¿Cuáles hemos usado en la experiencia?

Uno de los métodos que se utilizan para separar pigmentos es la cromatografía. Se trata de una técnica de separación en la cual, los componentes de la muestra se distribuyen en dos fases de diferente naturaleza:

1. Fase móvil: Corresponde a la separación de los pigmentos o componentes utilizando para ello un disolvente, en el caso de la cromatografía líquida.
2. Fase estacionaria: corresponde con la fase en la que la mezcla se coloca sobre un soporte físico, en este caso, un papel de filtro.

Haz un dibujo del cromatograma obtenido (respetando los colores), pon el nombre del pigmento que corresponde a cada banda coloreada, sabiendo que la velocidad de difusión de cada uno de ellos es la siguiente de mayor a menor: beta-caroteno, xantofila a, clorofila b (puede que alguno no exista, para ello busca documentación de los pigmentos que hay en las hojas que has elegido)

[pic 1]

¿Por qué empleamos alcohol para extraer la clorofila?

Para la fase móvil del la cromatografía ha de utilizarse un disolvente polar, siendo el agua el más utilizado, sin embargo, los pigmentos fotosintéticos son moléculas más solubles en disolventes orgánicos que en agua.

Observa que le sucede a la sal

La sal se ha tintado de color verde y no se ha disuelto.

¿Qué pigmentos son los más abundantes? ¿Cuáles se disuelven mejor en el alcohol?

Según se muestra en la imagen, el pigmento más abundante es la xantofila. Respecto aquellos que se disuelven mejor en el alcohol, son los beta-Carotenos y la clorofila-b, ya que ocupan la parte superior del filtro.

Explica en qué consiste la cromatografía

Cromatografía (término introducido por Mikhail Tswett en 1906) es una palabra derivada

de las griegas “chroma” , color, y “graphein” , dibujar o escribir. La cromatografía es una

técnica de separación de mezclas de sustancias que se hacen visibles por el desarrollo de

bandas de distinto color que van apareciendo sobre la tira del papel que se utiliza como

soporte.

¿Qué sucedería si utilizásemos una fase móvil diferente?

En la cromatografía, los componentes (pigmento) se separan por que ascienden a diferentes velocidades por la fase móvil. Esta ascensión se produce por capilaridad, por tanto, la fase móvil tiene que estar dotada de conductos capilares que permitan la ascensión del líquido. De haber utilizado una fase móvil inapropiada para que se produzca la acción capilar, los pigmentos no habrían ascendido.

Segunda parte: CAMBIOS QUÍMICOS EN LA MATERIA. REACCIONES QUÍMICAS

2. HACEMOS JABÓN.

Nuestras abuelas que eran de la vieja escuela del ahorro, sabían perfectamente que en casa hay muchas cosas que valen para ser recicladas. Este es el caso del aceite usado. Con el se puede hacer un producto de gran utilidad para la limpieza y la higiene: el jabón.

Hoy vamos a fabricarlo a partir de aceite de oliva usado (pero limpio) y sosa caústica (NaOH).

El jabón es un producto de una reacción llamada saponificación. Para que desarrolle tenemos que poner en contacto acido graso y una base química álcali. Los productos son ésteres (jabones) y glicerina.

Vamos a proceder con los siguientes elementos:

1. 50 g. de aceite de oliva.
2. NAOH
3. Agua del grifo
4. Varilla de vidrio
5. Molde para jabón (nos servirá la caja de leche cortada por la mitad)
6. Esencias u otros aditivos

Tomaremos los 50 g. de aceite, pesándolos en la balanza con ayuda del vaso de precipitados grande. Luego calcularemos la cantidad de sosa que debemos mezclar para que la reacción se produzca completamente. Esto está relacionado con el índice de saponificación, que es la cantidad de sosa que hace falta para que reaccione un gramo de aceite. En el caso del aceite de oliva (es diferente para cada tipo de grasa) este índice vale 0,134.

Calcularemos cuántos gramos de sosa necesitamos y cuántos ml de disolución de sosa nos hacen falta, teniendo en cuenta que necesitamos más o menos 1/3 de volumen de aceite. Para resolver estos datos, os facilito la siguiente tabla, donde tendréis que rellenar los huecos.

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