Fabricación de un indicador de pH a partir de col lombarda: química de las antocianinas

Pica la col lombarda en trozos pequeños para maximizar la superficie. Coloca los trozos en una olla grande, cúbrelos con 500 ml de agua destilada y lleva a ebullición. Cuece a fuego lento durante 15-20 minutos hasta que el agua adquiera un intenso color azul-púrpura. Alternativamente, vierte agua hirviendo sobre la col picada en un recipiente resistente al calor y deja reposar durante 30 minutos. El agua caliente extrae los pigmentos de antocianina (específicamente cianidina-3-glucósido y sus derivados) de las vacuolas celulares de la col. Filtra el líquido con un colador, desechando los sólidos de la col. La solución púrpura intensa resultante es tu solución madre de indicador de pH. Se conserva de 1 a 2 semanas refrigerada, o puede congelarse para un almacenamiento más prolongado.

Vierta aproximadamente 30-50 ml de la solución indicadora morada en 6-10 vasos transparentes o tubos de ensayo. Alínelos en una fila. Reúna sustancias de prueba que abarquen la escala de pH: jugo de limón (pH ~2), vinagre blanco (pH ~2.5), leche (pH ~6.5), agua destilada (pH 7), bicarbonato de sodio disuelto en agua (pH ~8.5), amoníaco diluido o solución de carbonato de sodio (pH ~11) y lejía diluida (pH ~12-13). Manipule las bases fuertes y la lejía con cuidado, ya que son cáusticas. La solución indicadora neutra debe tener un color azul-morado intenso, que es la referencia a pH 7.

Añade unas gotas de zumo de limón al primer vaso de indicador y revuelve. La solución se vuelve de un rojo rosado brillante. La molécula de antocianina gana un ion de hidrógeno (H+) del ácido, lo que cambia la estructura del catión flavilio a su forma roja. Añade vinagre al siguiente vaso: también se vuelve rosado, pero con una intensidad ligeramente menor porque el vinagre es algo menos ácido que el zumo de limón. La intensidad del color se correlaciona con la fuerza del ácido, ya que más iones H+ significan una conversión más completa de la antocianina a su forma protonada (roja). Esto demuestra la naturaleza cuantitativa del indicador: no solo detecta si algo es ácido o básico, sino que indica qué tan ácida o básica es la solución.

Añade solución de bicarbonato de sodio a otro vaso: el indicador se vuelve azul verdoso. La antocianina pierde iones de hidrógeno en el ambiente alcalino, cambiando a su forma base quinoidal. Añade bases más fuertes: la solución de amoníaco produce verde, y la lejía diluida produce verde amarillento. A pH muy alto (superior a 12), la estructura de la antocianina se abre por completo a su forma chalcona, que absorbe luz azul y aparece amarilla. Ahora tienes un espectro de color completo desde rojo (pH 1-3) pasando por púrpura (pH 4-6) y azul (pH 7-8) hasta verde (pH 9-11) y amarillo (pH 12-14). Este único pigmento natural cubre todo el rango de pH, haciéndolo tan informativo como un indicador universal sintético.

Para crear tiras portátiles de prueba de pH, empape tiras de papel de filtro de café blanco o papel secante en la solución indicadora concentrada de repollo morado durante 5 minutos. Retírelas y colóquelas planas sobre una rejilla para que se sequen. Una vez secas, las tiras de papel adquieren un color morado pálido y funcionan de manera idéntica al papel indicador de pH comercial: sumerja una tira en cualquier líquido y el cambio de color indicará el pH. Guarde las tiras secas en una bolsa hermética con cierre tipo zip, lejos de la luz (la antocianina es fotosensible y se degrada con la exposición a los rayos UV). Estas tiras distinguen de forma fiable los ácidos fuertes, los ácidos débiles, las soluciones neutras, las bases débiles y las bases fuertes, lo que las convierte en una herramienta práctica para analizar el pH del suelo, la calidad del agua, los productos químicos domésticos y el progreso de la fermentación.