Denís Paredes Roibás / José M.ª Gavira Vallejo
Desde tiempos inmemoriales el ser humano ha extraído pigmentos de minerales, animales y plantas para usarlos como tintes de ropa. En este experimento se extraerán pigmentos de este último tipo, los cuales abundan en determinados tipos de frutos, flores, hojas, pieles, bayas o cortezas.
El experimento
Para realizar este experimento se necesita alumbre (sulfato de aluminio y potasio), bitartrato de potasio (hidrogenotartrato de potasio, que es un producto alimentario), piel de cebolla amarilla y arándanos. Además, deben recortarse dos piezas cuadradas de unos 4 cm de lado de tela blanca de algodón.
Se agrega un poco de alumbre (una espátula) y aproximadamente la mitad de esa cantidad de bitartrato de potasio a 50 mL de agua destilada y se hierve la disolución, en la que se sumergen dos de las piezas de tela de algodón, hirviendo un poco más. Seguidamente se corta la piel exterior de una cebolla amarilla en trozos de unos 2 cm de lado que se ponen en un vaso con 50 mL de agua. Se hierve el agua durante cinco minutos y después se introduce una de las piezas de tela de algodón manteniendo la ebullición durante un minuto más.
Se repite el procedimiento con otra pieza de algodón pero solo con agua, sin alumbre ni bitartrato.
Todo esto se puede hacer también con arándanos azules triturados en vez de cebolla, y además se puede probar con otros vegetales (frutas, verduras, flores, hierbas, etc.) para ver si son tintes naturales adecuados. Después de las pruebas se puede teñir una pieza más grande.
Complemento
Se puede comprobar si los extractos de cebolla y arándano funcionan como indicadores ácido-base. Para ello, se les puede añadir vinagre (ácido débil) y bicarbonato de sodio (base débil) y se observa si cambian de color.
Fundamentos
Los tintes que se aplican a los tejidos suelen desaparecer pronto debido a los lavados. Esto se debe a que las moléculas de los pigmentos suelen tener cierta polaridad y se disuelven en agua caliente. Pero hay una sustancias llamadas mordientes que ayudan a fijar el pigmento.
Los mordientes son sales (generalmente de aluminio, cromo, cobre, hierro o estaño) cuyos iones metálicos refuerzan la unión de la molécula de pigmento a la fibra. La unión fibra-pigmento se debe a interacciones dipolo-dipolo y de enlaces de hidrógeno (recuérdese que el algodón y el lino están formados de celulosa, la cual tiene muchos grupos OH; que la lana y la seda son proteínas, compuestas por largas cadenas de aminoácidos, también susceptibles de formar enlaces de hidrógeno; y que las fibras sintéticas como el nailon y el poliéster contienen grupos funcionales que igualmente pueden formar esos enlaces; también pueden entrar en juego las fuerzas de dispersión de London). Pero, además de estas interacciones entre la fibra y el pigmento, la adición de iones metálicos fortalece la unión porque estos iones se unen tanto a la fibra como al pigmento por interacciones ion-dipolo o formando complejos.
La sal de aluminio conocida como alumbre (KAl(SO4)2·12H2O) se ha usado desde la época medieval para mejorar la “solidez” de los tintes. También son muy efectivos algunos metales de transición como el hierro por su capacidad de formar compuestos de coordinación tanto con el pigmento como con la fibra. Estos efectos se descubrieron cuando se empezaron a usar recipientes y utensilios metálicos para teñir la tela.
El bitartrato de potasio se añade porque mejora la acción mordiente del alumbre. En particular, en el caso de las fibras de lana la experiencia parece haber demostrado que esta sustancia las hace más suaves y aviva los colores.
El color de los pigmentos
Los pigmentos deben sus colores a sus particulares estructuras electrónicas, que les permiten absorber ciertos colores de la luz blanca y reflejar otros. Así se comportan, en particular, los sistemas de dobles enlaces conjugados (es decir, alternados con enlaces simples). En la siguiente imagen se muestran las moléculas que dan color a la cebolla amarilla y a los arándanos. Como se ve, poseen dobles enlaces conjugados extendidos a toda la molécula.
Bibliografía
- Colors to Dye for: Preparation of Natural Dyes. J. Chem. Educ., 1999, 76, 1688A. DOI: 10.1021/ed076p1688A.
- J. Mihalick et al. Cooking Up Colors from Plants, Fabric, and Metal. J. Chem. Educ., 2007, 84, 96A. DOI: 10.1021/ed084p96A.
Imagen de cabecera: Rose Henges en YouTube.
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/ .
