Denís Paredes Roibás / José M.ª Gavira Vallejo
Hay reacciones cuyo punto final queda señalado por la aparición repentina de algún efecto, normalmente un cambio de color. Este punto final acaece pasado un tiempo fijo (aunque depende de condiciones como la concentración y la temperatura). Es consecuencia de que las moléculas reaccionan a una velocidad característica, lo que hace que deba transcurrir un tiempo determinado entre la mezcla de los reactivos y la finalización de la reacción. Estas «reacciones de reloj» son reguladores importantes de los ciclos biológicos en la naturaleza. Una reacción de este tipo muy conocida es la llamada del “reloj de yodo”. Se describe cómo realizarla.
El experimento
Hay que preparar dos disoluciones poco antes del experimento. La que llamaremos “A” se obtiene haciendo una pasta de 0,2 g de almidón soluble con unas gotas de agua en un vaso de precipitados de 1 L, vertiendo sobre la pasta 100 mL de agua hirviendo, removiendo y finalmente diluyendo hasta aproximadamente 800 mL. Después se añaden 4,1 g de acetato de sodio, 50 g de yoduro de potasio y 9,4 g de tiosulfato de sodio, removiendo hasta que todos los sólidos se hayan disuelto. El líquido resultante (que quedará ligeramente turbio) se deja que se enfríe a temperatura ambiente.
Para preparar la disolución “B”, en un matraz de 1 L se mezclan 500 mL de peróxido de hidrógeno de 20 volúmenes (aprox. 6 %) con 30 mL de ácido acético glacial y se enrasa con agua.
Para realizar el experimento se miden 100 mL de la disolución A y 100 mL de la disolución B en probetas de 100 mL. Ambas disoluciones se vierten al mismo tiempo (o una inmediatamente después de la otra) en un vaso de precipitados de 250 mL, removiendo bien con una varilla agitadora o un agitador magnético. Después de unos 20 segundos (a temperatura ambiente) la mezcla se tornará de color azul oscuro de forma repentina. Después, poco a poco el líquido se irá oscureciendo.
La aparición del color azul puede ser cronometrada para estudiar cómo influyen la temperatura, las concentraciones (especialmente la de tiosulfato) u otras condiciones sobre el tiempo que tarda en completarse la reacción.
Variante doméstica
El tiosulfato se puede sustituir por ácido ascórbico (vitamina C), que puede obtenerse de comprimidos de farmacia que tengan el menor número de ingredientes adicionales posible, triturándolos y disolviéndolos en agua. El almidón puede ser de lavandería o de maíz. También se necesitarán tintura de yodo y agua oxigenada, que pueden ser de farmacia.
Se prepara una disolución de vitamina C triturando 1 g de pastillas de vitamina C con 4 cucharadas (60 mL) de agua. (Puede quedar ligeramente turbia debido a pequeñas cantidades de otras sustancias que no se disuelvan en agua). En un vaso se vierten 4 cucharadas de agua, 1 cucharadita (5 mL) de la disolución anterior y 1 cucharadita de tintura de yodo. Esta será la disolución “1”.
En otro vaso se ponen 4 cucharadas de agua, 1 cucharada (15 mL) de peróxido de hidrógeno al 3 % y de 1/4 a 1/2 cucharadita (1,2 a 2,5 mL) de almidón de lavandería. Esta será la disolución “2”.
En un recipiente se vierte la disolución 1 y se agrega inmediatamente la 2, mezclando bien durante unos 5 segundos. Contar el tiempo que tarda en producirse la aparición del color.
Se puede hacer experimentos adicionales empleando disoluciones 1 y 2 más concentradas y más diluidas para comprobar la influencia de la concentración de los reactivos en el tiempo de reacción.
Una alternativa para preparar la disolución 1 es usar zumo de naranja. Esta tendría 1 cucharadita (5 mL) de tintura de yodo y 18 cucharadas (270 mL) de zumo de naranja a temperatura ambiente como fuente de vitamina C. Revolver bien. Agregar luego de 1/4 a 1/2 cucharadita (1,2 a 2,5 mL) de almidón de lavandería. Añadir finalmente 4 cucharadas (60 mL) de peróxido de hidrógeno al 3 % para iniciar la reacción.
Explicación
La razón de usar como reactivos el ácido acético y el acetato de sodio es crear una disolución amortiguadora de pH. Aparte de eso, la reacción básica es:
H2O2 + 2 I– + 2 H+ ⟶ I2 + 2 H2O
Esta reacción es el paso que determina la velocidad y es de primer orden con respecto a H2O2 y I–.
Tan pronto como se forma el yodo, este reacciona con el tiosulfato para generar iones de tetrationato y regenera el yoduro por la reacción rápida siguiente:
2 S2O32– + I2 ⟶ S4O62– + 2 I–
Cuando se haya agotado todo el tiosulfato, los iones I3– que formará el I2 libre con los I– del medio (I2 + I– ⟶ I3–) reaccionarán con el almidón para general un complejo azul oscuro.
Con ácido ascórbico y tintura de yodo
Si se usa ácido ascórbico (vitamina C) en vez de tiosulfato, la reacción de producción de I2 a partir de la oxidación del I– por H2O2 es la misma que se escribió antes; los iones I– proceden en este caso de la tintura de yodo, que es una mezcla de I2 y KI disuelta en alcohol. La reacción que es diferente es la siguiente, que supone la reducción de I2 a I– por el ácido ascórbico (C6H8O6), que se oxida a ácido deshidroascórbico (C6H8O6):
I2 + C6H8O6 ⇄ 2 H+ + 2I– + C6H6O6
Cuando se agrega H2O2 comienza la oxidación del I– a I2, pero debido a que la reacción escrita sobre estas líneas consume el I2, la concentración de este en la disolución permanece muy pequeña y no aparece el color azul oscuro del complejo almidón-yodo. Solo después de que toda la vitamina C se agote, el I2 formará dicho complejo.
Precauciones
Usar guantes y gafas de protección. El ácido acético glacial es corrosivo; el peróxido de hidrógeno es irritante. No se debe tirar yodo al desagüe; una opción es convertirlo primero en yoduro con tiosulfato.
Bibliografía
- S. W. Wright. Tick Tock, a Vitamin C Clock. J. Chem. Educ. 2002, 79, 40A. DOI: 10.1021/ed079p40A.
- M. Wajrak y T. Harrison. Chemical Demonstrations Booklet. “Demonstration 33: Iodine clock reaction”, pp. 59-60. Universidad Edith Cowan, 2016.
Imagen de cabecera: Flinn Scientific.
Este experimento pertenece al libro:
Denís Paredes Roibás, José M.ª Gavira Vallejo: 125 experimentos de química insólita para la Enseñanza de Física y Química. Triplenlace.com, 2025. https://triplenlace.com/aula-libros/125eqi/.
