Experimentos químicos de cambio de color

Hay varios experimentos químicos de cambio de color que son sencillos de hacer y permiten comprender mejor algunos de los procesos químicos más comunes. Por ejemplo, se pueden utilizar indicadores de pH, además de identificar reacciones como la oxidación, detectar ácidos, bases, diferentes elementos y conocer algunas de sus propiedades. Estos experimentos también pueden servir como decoración o trucos de magia.

Ejemplos de experimentos de cambio de color

Algunos de los ejemplos más interesantes de experimentos de cambio de color de diferentes sustancias son:

• La reacción de Briggs-Rauscher
• Los experimentos con indicadores de pH
• El experimento de los anillos olímpicos
• El experimento para crear leche, vino y cerveza
• El experimento de la botella azul
• La reacción de Old Nassau
• Los experimentos de oxidación-reducción
• El experimento de colores que desaparecen
• El experimento del termómetro líquido

La reacción de Briggs-Rauscher

La reacción de Briggs-Rauscher es una de las más impresionantes. Se trata de una reacción oscilante, es decir, que cambia de color después de algunos minutos, de manera cíclica. Se realiza con tres disoluciones incoloras y los cambios de color se producen instantáneamente. En esta reacción, el yodo se transforma en otros elementos. Este experimento se debe realizar en un laboratorio, bajo ciertas condiciones de seguridad y debida precaución.

• Materiales:
  • Para la disolución A se necesita 0,2 M de yodato potásico (KIO₃) y 0,08 M de ácido sulfúrico (H₂SO₄).
  • La disolución B consiste en 3,6 M de agua oxigenada (H₂O₂).
  • La disolución C está compuesta por 0,15 M de ácido alónico (CH₂(COOH)₂); 0,02 M de sulfato de manganeso (MnSO₄) y 3% m/v de almidón.
• Preparación: en un matraz Erlenmeyer con agitador, echar 50ml de cada disolución según su orden A-B-C. Es necesario respetar este orden y volcarlas rápidamente. La disolución será transparente al principio, después será de color ámbar, más tarde tendrá un color azul oscuro y luego pasará de nuevo a ser incolora. Este ciclo se puede repetir varias veces.

Experimentos con indicadores de pH

Experimento con col morada

Con los distintos indicadores de pH es posible cambiar de color el agua para que parezca vino o sangre. Este experimento se puede realizar fácilmente en el hogar pero teniendo las precauciones necesarias ya que algunos de los elementos a utilizar son corrosivos y tóxicos.

Los indicadores de pH son sustancias que se añaden a una solución de pH desconocido para saber su grado de acidez o alcalinidad. Esto queda demostrado cuando la sustancia en cuestión cambia de color. Este cambio permite determinar visualmente el valor o rango de pH de la solución.

Aunque las soluciones de pH se pueden encontrar fácilmente en cualquier laboratorio, también es posible encontrarlas en los pigmentos naturales de algunos vegetales. Por ejemplo, los pigmentos llamados antocianinas, que forman parte de varias plantas, cambian de color según el pH, de rojo a azul, púrpura y verde.

• Materiales:
  • Col lombarda o morada
  • Jugo de limón
  • Vinagre
  • Alcohol
  • Detergente
  • Bicarbonato
  • Amoníaco
  • Lejía
  • Agua
  • Sal
  • Vasos transparentes
  • Cuchillo
  • Cucharas
• Preparación: cortar la col lombarda y ponerla a hervir. Verter el jugo de color morado que se obtenga en nueve vasos transparentes. En cada uno de ellos poner un poco de alguno de los nueve ingredientes mencionados: el jugo de limón, el vinagre, el alcohol, el detergente, el bicarbonato de sodio, el amoníaco, la sal y el agua. Mezclar bien con una cuchara. A continuación, cada vaso se tornará rojo, azul o verde. El color morado de la col funciona como líquido neutro para la medición de pH. Al añadir cada compuesto, el color morado se transformará en rojo, si se trata de una solución ácida; en azul si es neutra; y en verde si se trata de una base o sustancia alcalina.

Experimento de la botella azul

Con esta demostración, lograremos transformar un líquido azul en transparente y viceversa. Este experimento se debe realizar en un laboratorio y teniendo precaución al manipular los distintos elementos.

• Materiales:
  • 1 matraz Erlenmeyer de 1 litro, con tapa
  • 5 g de hidróxido de sodio (NaOH)
  • 5 g de glucosa
  • Solución al 0,1% de azul de metileno
  • Agua del grifo
• Preparación: llenar hasta la mitad del matraz Erlenmeyer con agua. Disolver en el los 5 g de hidróxido de sodio y los 5 g de glucosa. Después, añadir 1ml de la solución de azul de metileno. Tapar el recipiente y agitarlo para que se mezclen todos los materiales. Observar cómo la solución se vuelve azul. Al dejarla reposar, volverá a ser transparente. Al agitarla de nuevo, será nuevamente azul. Esta reacción se puede repetir varias veces.

Experimento navideño

Al igual que los experimentos anteriores, esta demostración química se realiza con soluciones indicadoras de pH. Como los colores que obtendremos serán rojo y verde, este experimento puede ser especial para las fiestas navideñas. Es importante tener cuidado con los materiales y evitar su inhalación o el contacto con los ojos o la piel.

• Materiales:
  • Agua destilada
  • 15 gramos de glucosa
  • 7,5 gramos de hidróxido de sodio (NaOH)
  • Indicador de pH carmín de índigo
  • Recipientes de precipitado u otros transparentes
• Preparación: hacer la solución A con 750ml de agua destilada y 15 gramos de glucosa. Para la solución B, mezclar 250ml de agua destilada con 7,5 gramos de hidróxido de sodio. Calentar la solución A hasta que alcance 36-37°C y añadirle una pequeña pizca de carmín de índigo. La solución pasará a tener un color azul. Después, verter la solución B en la solución A. De esta manera, el color cambiará de azul a verde. Después de un rato, el color será rojo y más tarde, amarillo. Para volver a obtener el color verde, verter la solución en un recipiente de precipitado vacío, desde una altura de unos 60 centímetros. Esto permitirá que la solución entre en contacto con el oxígeno y así el color será verde de nuevo, después rojo y luego amarillo, repitiendo otra vez el ciclo.

Experimento para San Valentín

Al igual que el experimento de la botella azul, se pueden obtener otros colores según el indicador de pH que se utilice. En este caso, se obtendrá un bonito color rosado ideal para San Valentín. Al calentarse el color rosado será intenso y, al enfriarse, desaparecerá.

• Materiales:
  • Indicador de pH fenolftaleína
  • Amoníaco concentrado
  • Agua
  • Recipiente de vidrio
• Preparación: mezclar una gota de amoníaco concentrado en 500 mililitros de agua. Añadirle unas gotas de fenolftaleína. Calentar la mezcla para obtener el color rosado. Al enfriarse, la mezcla volverá a ser incolora.

Experimento de los anillos olímpicos

Con este experimento puedes lograr los colores típicos de los anillos olímpicos: azul, negro, rojo, amarillo y verde.

• Materiales:
  • 5 vasos transparentes iguales
  • 1 recipiente
  • 5 gramos de sulfato amónico férrico (NH₄Fe(SO₄)₂)
  • Agua
  • Tiocianato de potasio (KSCN) para el color rojo
  • Ferrocianuro potásico (K₄[Fe(CN)₆]) para el color azul
  • Ácido tánico (C₇₆H₅₂O₄₆) para el color negro
  • Ácido tartárico (C₄H₆O₆) para el color verde
  • Bisulfito sódico (NaHSO₃) para el color amarillo
• Preparación: colocar en un recipiente 500 ml de agua y 5 gramos de sulfato amónico férrico. Ordenar los vasos transparentes como los anillos olímpicos. En cada uno de ellos, disolver 1/2 gramo de los elementos mencionados para obtener cada color. Agregar un poco de la solución de agua y sulfato amónico férrico en cada uno. Observar cómo van apareciendo los colores de los anillos olímpicos.

Experimento con leche, vino y cerveza

Este experimento permite transformar el agua en sustancias muy similares visualmente al vino, la leche y la cerveza. Es importante usar guantes y gafas protectoras, además de tomar las precauciones de seguridad para manipular los productos químicos que se utilizarán en el experimento, ya que pueden provocar quemaduras e intoxicación.

• Materiales:
  • Agua destilada
  • Bicarbonato de sodio saturado con un 20% de carbonato de sodio con pH 9
  • Indicador de pH fenolftaleína (C₂₀H₁₄O₄)
  • Solución acuosa saturada de cloruro de bario (BaCl₂(H₂O)₂)
  • Cristales de dicromato de sodio (Na₂Cr₂O₇)
  • Ácido clorhídrico concentrado (HCl)
  • 2 vasos transparentes
  • 1 copa
  • 1 jarro de los que se usan para beber cerveza
• Preparación: es esencial preparar antes los vasos, la copa y el jarro, ya que el experimento depende, en gran medida, de los productos que se van a agregar en ellos antes de verter el «agua». Llenar 3/4 del vaso de agua con agua destilada. Agregarle 20-25 ml de bicarbonato de sodio saturado. En la copa de vino poner algunas gotas de fenolftaleína. En el vaso de leche, verter 10 ml de la solución de cloruro de bario. En la jarra de cerveza, colocar una cantidad pequeña de cristales de dicromato de sodio. Un momento antes de verter el contenido del vaso de agua, agregar 5 ml de ácido clorhídrico en la jarra de cerveza. Finalmente, colocar el resto del contenido del vaso de agua en la copa de vino, el vaso de leche y el jarro de cerveza para convertir el «agua» en cada una de estas bebidas.

La reacción de Old Nassau

Este experimento es ideal para sorprender a los invitados durante Halloween. La reacción química que se produce cambia el color de la solución de naranja a negro.

• Materiales:
  • Agua
  • Almidón soluble
  • Disulfito de sodio (Na₂S₂O₅)
  • Cloruro de mercurio (II) (HgCl₂)
  • Yodato potásico (KIO₃)
• Preparación: para realizar este experimento es necesario preparar 3 soluciones, a las que llamaremos solución A, B y C. Para la solución A, mezclar 4 gramos de almidón en uno poco de agua. Revolver la pasta en 500 ml de agua hirviendo y dejar que la mezcla se enfríe a temperatura ambiente. Después, agregarle 13,7 gramos de disulfito de sodio. Añadirle más agua para obtener 1 litro de solución.
• Para preparar la solución B, disolver 3 gramos de cloruro de mercurio (II) en agua. Luego, agregarle más agua hasta completar 1 litro de solución. Para la solución C, disolver 15 gramos de yodato potásico en agua. Añadirle más agua hasta completar 1 litro de solución.
• Finalmente, mezclar 50 ml de la solución A con los 50 ml de la solución B. Colocar esta mezcla en 50 ml de la solución C.
• El color de la mezcla será naranja después de unos segundos. Un poco después, la mezcla se volverá de un color negro azulado.

Experimento de oxidación-reducción

Este experimento es muy útil para ver cómo se producen las reacciones de oxidación-reducción y obtener una solución rosada.

• Materiales:
  • 100 ml de una solución de 0.133 M de glucosa (C₆H₁₂O₆)
  • 100 ml de una solución de1.0 M de hidróxido de sodio (NaOH)
  • 1 ml de una solución de resazurina 0.1%
  • 1 matraz Erlenmeyer de 250 ml o 500 ml
  • Tapa
  • Pipeta
• Preparación: para la solución A, mezclar 2,4 g de glucosa en agua destilada para hacer 100 ml de solución. Para la solución B, disolver 4 g de hidróxido de sodio vertiéndolo de a poco y revolviendo constantemente en suficiente agua destilada para completar los 100 ml. Para preparar la solución C, disolver 0,1 g de resazurina en agua destilada para formar una solución de 100 ml. Esto dará como resultado una solución de color azul. Posteriormente, verter en el matraz la solución A y la solución B. A esta mezcla, añadirle 8 gotas de la solución C. Tapar el matraz y agitarlo para mezclar todos los componentes, que al principio tendrán un color azulado. Dejar reposar la mezcla. Dentro de 10 minutos, la solución será incolora. Al agitarla nuevamente, se transformará en color rosado. Esto se puede repetir varias veces, dejando reposar o sacudiendo la solución. El efecto durará una hora, después de este tiempo el color se irá desvaneciendo.

Experimento de colores que desaparecen

Este es otro experimento sencillo de oxidación donde los colores desaparecerán como por arte de magia. Se puede realizar en el hogar teniendo precaución ya que la lejía es corrosiva y puede causar intoxicación.

• Materiales:
  • Agua
  • Colorantes alimenticios
  • Lejía
  • Cuentagotas
  • Vaso o frasco
• Preparación: llenar con agua un vaso o frasco hasta la mitad. Agregarle unas gotas de colorante alimenticio. Revolver hasta que la solución tome color. Después, agregarle unas gotas de lejía hasta que el color empiece a desaparecer. Luego, agregar gotas de otro colorante. Esta vez, el color no se esparcirá como en el el agua pura sino que desaparecerá. Esto ocurre porque la lejía contiene hipoclorito de sodio que se oxida con las moléculas de color de los colorantes alimenticios y causa una reacción donde estas ya no pueden reflejar más la luz.

Experimento del termómetro líquido

En este experimento, los colores cambiarán de rosado a azul según la temperatura, al igual que un termómetro.

• Materiales:
  • Recipiente transparente
  • 3 g de cloruro de cobalto hexahidratado (II) (CoCl₂)
  • 500 ml de alcohol
• Preparación: mezclar los 3 g de cloruro de cobalto hexahidratado (II) y el alcohol en un recipiente. Calentar la solución solo un poco más que la temperatura ambiente. Añadir agua hasta que la solución azul se enfríe y se vuelva rosada. Alternativamente, esta solución rosada se tornará azul si se calienta y volverá a ser rosada al enfriarse.

Otros experimentos curiosos de cambio de color

Además de los experimentos ya mencionados, existen muchos otros más para probar y observar los cambios de colores. Algunos de ellos son:

• La transformación de agua en oro líquido
• El experimento del arcoiris
• El experimento con llamas

La transformación de agua en oro líquido

Con este experimento es posible convertir el agua en un líquido dorado y muy parecido al oro. Para ello, es necesario preparar dos soluciones.

• Materiales:
  • 1 gramo de arsenito de sodio (Na₃AsO₃)
  • 5,5 ml de ácido acético glacial
  • 10 gramos de tiosulfato de sodio
  • 100 ml de agua
  • Recipientes transparentes
• Preparación: mezclar el arsenito de sodio y el ácido acético glacial en un recipiente con agua para obtener la solución A. Preparar la solución B agitando el tiosulfato de sodio en otro recipiente con agua. Verter una solución en la otra. Como resultado, se obtendrá una solución transparente que se volverá dorada después de unos 30 segundos.

Experimento del arcoiris

Este experimento es ideal para observar todos los colores de una escala de pH.

• Materiales:
  • Un tubo largo de vidrio con tapa
  • Indicador universal (solución)
  • 0,02 M de cloruro de hidrógeno (HCl)
  • 0,02 M de hidróxido de sodio (NaOH)
  • Jeringa o pipeta
• Preparación: llenar un tubo largo de vidrio con el indicador universal de pH. Con la ayuda de una jeringa o pipeta, poner unas gotas de 0,02 M de cloruro de hidrógeno en el fondo del tubo y taparlo bien. Después, añadir un par de gotas de 0,02M de hidróxido de sodio y volverlo a tapar. El indicador universal reaccionará con los elementos de los extremos del tubo y mostrará todo el rango de colores del pH, formando un arcoíris.

Otro experimento del arcoiris

Existe también una variante más sencilla de este experimento. Para realizarlo, se puede utilizar el líquido que queda después de hervir la col lombarda o morada.

• Materiales:
  • Pajilla transparente
  • Jugo de limón o vinagre
  • Bicarbonato de sodio o jabón en polvo
• Preparación: llenar la pajilla transparente con el jugo de la col lombarda. Agregar un poco de jugo de limón o vinagre en un extremo y sellarlo. Después, añadir bicarbonato de sodio o jabón en polvo en el otro extremo y taparlo. Observar cómo se forma un arcoíris de colores.

Experimento con llamas

Además de los experimentos químicos de cambio de color en soluciones se pueden realizar experimentos interesantes con las llamas, teniendo todos los cuidados pertinentes. En este caso, se podrán identificar diferentes elementos, según el color que aparezca en la llama.

• Materiales:
  • Un trozo de alambre de níquel cromado o un trozo de madera o hisopo de algodón
  • Ácido clorhídrico o nítrico
  • Agua destilada
  • Mechero
  • Solución con sal iónica
  • Muestras para identificar
• Preparación: si se va a utilizar un trozo de alambre, sumergirlo en ácido clorhídrico o nítrico. Después, enjuagarlo con agua destilada. Si se acerca a la llama y se produce una pequeña explosión de color, quiere decir que no está lo suficientemente limpio. Una vez se haya limpiado por completo, se debe sumergir en un polvo o una solución de sal iónica o metálica. Luego, colocarlo en la llama y observar el color que aparece. El alambre se debe limpiar después de cada prueba. Si se utiliza un trozo de madera, dejarlo en remojo en agua destilada durante la noche. Después, enjuagarlo con agua del grifo, utilizando guantes o pinzas para que no se contamine con el sodio del sudor de las manos. Posteriormente, tomar el trozo de madera o el hisopo de algodón y sumergirlo en la muestra que se desea identificar. Pasarlo rápidamente sobre la llama y prestarle atención al color que surja. Es importante tener en cuenta que este experimento es aproximado y puede ser impreciso con respecto a algunos elementos o compuestos.

Guía de colores:

• De carmín a magenta: se trata de compuestos de litio.
• Rojo escarlata: son compuestos de estroncio.
• Amarillo-rojo: es un compuesto de calcio.
• Amarillo dorado: indica la presencia de hierro.
• Amarillo intenso: se trata de compuestos de sodio.
• Blanco brillante: es un compuesto de magnesio.
• Blanco verdoso: indica la presencia de zinc.
• Verde esmeralda: suelen ser compuestos de cobre.
• Verde brillante: identifica al boro.
• Azul intenso: puede indicar la presencia de plomo, selenio, bismuto, cesio o cobre.
• Azul claro: se trata de compuestos de arsénico.
• Violeta púrpura: son compuestos de potasio.
• De lila a rojo púrpura: puede indicar compuestos de potasio, rubidio o cesio.

Bibliografía

• Lister, T. Experimentos de química clásica. (2002). España. Síntesis.
• Fernández Braña, M. Una química divertida. (2016). España. Editorial Tébar Flores.
• Petrucci, R. Química general. (2017). España. Pearson.