Cromatografía con col lombarda — Fotones Frenéticos #009

Objetivo didáctico

Comprender que el extracto de col lombarda —el mismo que usamos como indicador de pH en el experimento El detective dormido— no es una sustancia pura, sino una mezcla de moléculas de antocianinos. Mediante cromatografía de papel, el alumnado las separa, las visualiza y relaciona su comportamiento con el pH, conectando dos grandes bloques de la química: separación de mezclas e indicadores ácido-base.

Fundamento científico

La col lombarda debe su color purpúreo-violeta a los antocianinos (del gr. anthos = flor, kyanos = azul), pigmentos de la familia de los flavonoides. El extracto contiene al menos siete variantes moleculares distintas: todas son derivados del cianidín, pero difieren en los grupos glicosilo y acilo que llevan unidos, lo que les confiere polaridades ligeramente distintas.

En la cromatografía de papel, la fase estacionaria es el papel (polar, celulosa) y la fase móvil es el disolvente acuoso. Las moléculas más polares tienen mayor afinidad por el papel y avanzan menos; las menos polares viajan más lejos con el disolvente. El cociente de retardación Rf = d_mancha / d_frente cuantifica esa distancia (valor entre 0 y 1).

Efecto del pH: los antocianinos cambian de estructura según el pH del medio. En ácido (pH < 4) el catión flavilio estabilizado absorbe en rojo/rosa; a pH neutro adoptan una forma quinoidal violeta; en básico (pH > 7) se transforman en formas azules o se degradan hacia amarillo-verdoso. Este comportamiento explica su valor como indicadores naturales.

Materiales (por grupo de 3-4 personas)

· ¼ de col lombarda (unas 150 g) cortada en tiras finas
· 500 mL de agua para hervir
· Cacerola o cazo + fuente de calor (o microondas)
· Papel de filtro cualitativo sin blanquear, cortado en tiras de 4 cm × 20 cm
· Lápiz, regla y tijeras
· 2 vasos estrechos y altos (vasos de tubo o de precipitados)
· Clips de madera o pinzas para sujetar las tiras al borde del vaso
· Pipeta Pasteur o cuenta-gotas
· Disolvente A: agua destilada
· Disolvente B: solución ácida (1 parte vinagre blanco + 4 partes agua, pH ≈ 3,5)
· Pulverizador con zumo de limón diluido (para revelar ácido)
· Pulverizador con solución de bicarbonato (½ cdta / 200 mL agua, para revelar base)
· Guantes de nitrilo y gafas de protección

Preparación previa del docente

PHervir la col lombarda 15-20 min hasta que el agua esté profundamente violeta. Filtrar el extracto y conservarlo en bote tapado en nevera. Puede prepararse el día anterior.
PCortar las tiras de papel de filtro: 4 cm de ancho × 20 cm de largo. Con lápiz, trazar la línea de siembra a 2 cm del extremo inferior de cada tira.
PPreparar los dos vasos con sus disolventes a altura de 1 cm (la mancha de siembra debe quedar por encima del nivel del disolvente cuando se introduce la tira).
PTener lista la pregunta de activación: «¿Cuántas sustancias distintas creéis que hay dentro de este líquido morado?»

Desarrollo paso a paso

1Activación (5 min): Mostrar el extracto violeta en un vaso. Preguntar si es una sustancia pura o una mezcla. Recoger hipótesis. Presentar la cromatografía como «una forma de abrir» el color.
2Carga de la tira (5 min): Aplicar con pipeta 3-4 gotas de extracto sobre la línea de siembra. Dejar secar 2 min. Repetir dos veces más para concentrar el punto. La mancha debe ser pequeña y oscura.
3Corrida cromatográfica (20 min): Introducir cada tira en su vaso (una en A: agua; otra en B: agua acidulada). El disolvente debe quedar por debajo de la mancha. Tapar el vaso con parafilm o papel de aluminio. No mover.
4Observación durante la espera: Registrar el avance del frente cada 5 min en una tabla. Observar si aparecen bandas. ¿De qué color? ¿En qué posición relativa?
5Retirada y marcado (2 min): Cuando el disolvente llegue a 2-3 cm del extremo superior, retirar la tira y marcar inmediatamente el frente con lápiz. Dejar secar en horizontal.
6Comparación (3 min): Colocar las dos tiras juntas. ¿Cuántas bandas hay en cada una? ¿Son las mismas? ¿Por qué cambia el color entre el disolvente A y el B?
7Revelado (3 min): Pulverizar las tiras con limón → las bandas viran a rosa intenso. Luego con bicarbonato → viran a azul-verdoso. Discutir qué relación tiene esto con lo aprendido en El detective dormido.
8Cálculo del Rf (3 min): Medir la distancia de cada banda al origen y la distancia total del frente. Calcular Rf = d_banda / d_frente. Comparar entre grupos.

Preguntas guía (pensamiento científico)

¿Cuántas bandas distingues en el cromatograma? ¿Cuántos antocianinos diferentes podría contener la col?
¿Por qué las bandas del disolvente B (ácido) son más rojas que las del disolvente A (agua)?
Una banda tiene Rf = 0,80. ¿Es más o menos polar que otra con Rf = 0,35?
Si usáramos alcohol en lugar de agua como disolvente, ¿qué crees que ocurriría con el Rf?
¿Qué conexión hay entre este experimento y el uso de la col lombarda como indicador de pH?
¿Qué industria podría usar este tipo de análisis para controlar la calidad de sus colorantes?

Conexiones curriculares

3.º–4.º ESO · Física y QuímicaMezclas y sustancias puras. Separación de mezclas. Indicadores ácido-base.

2.º Bachillerato · QuímicaCromatografía como técnica analítica. Cálculo e interpretación del Rf.

ESO · Biología y GeologíaPigmentos vegetales. Función de los antocianinos en la planta (protección UV, atracción de polinizadores).

Cultura CientíficaColorantes naturales en la industria alimentaria. Etiquetado E-163.

Reflexión y cierre

El color morado de la col lombarda esconde un universo de moléculas distintas que la cromatografía nos permite «desenmascarar». Los mismos antocianinos que coloran arándanos, moras, uvas negras y berenjenas. Su sensibilidad al pH llevaba usándose como tinte e indicador mucho antes de que existiera la química moderna. Al terminar este experimento, el alumnado ha realizado el mismo tipo de análisis que usan los laboratorios de control de calidad alimentaria: ha separado, identificado y caracterizado pigmentos naturales con materiales de cocina.

Para profundizar: ¿Qué ocurriría si usáramos col verde en lugar de col lombarda? ¿Por qué algunas flores azules se vuelven rosas al añadir ácido al agua del florero? ¿Cómo funciona el E-163 en los zumos de arándanos?

Adaptación TDAH

Este experimento tiene dos momentos de impacto visual garantizado: la obtención del extracto violeta y la revelación de las bandas al pulverizar. El reto principal es gestionar los 20 minutos de espera mientras el disolvente sube — ese tiempo, bien estructurado, se convierte en una oportunidad de trabajo autónomo motivador.

Preparación y organización del espacio

Preparar el extracto con antelación y tenerlo ya listo en el vaso: se elimina el tiempo de espera del hervido y el experimento arranca con impacto inmediato (el líquido morado ya está ahí).
Asignar roles con tarjetas visuales: Jefa/e de pipeta (carga la tira), Cronometrista (anota el avance cada 5 min), Revelador/a (opera el pulverizador al final).
Preparar un temporizador visual (reloj de arena de 20 min, cronómetro en pantalla o app de semáforo) para los 20 minutos de corrida cromatográfica.
Tener lápices, papel y una tabla impresa para registrar observaciones durante la espera: la actividad estructurada reduce la dispersión.

Desarrollo adaptado paso a paso

1Activación (5 min): Mostrar el extracto ya preparado. Preguntar directamente: «¿Es una sola cosa o una mezcla? ¿Cómo lo descubriremos?» Hipótesis rápida en post-its individuales, sin puesta en común larga.

2Carga de la tira (5 min): Pedir al alumno/a que cuente las gotas en voz alta mientras pipetea. La tarea de precisión breve y con conteo activo mantiene la atención focalizada.

3Espera productiva (20 min): Mientras corre el cromatograma, el grupo hace tres cosas: (a) dibuja en su cuaderno el cromatograma que espera obtener; (b) completa la tabla de registro cada 5 min; (c) prepara el pulverizador y etiqueta las tiras finales.

4Revelado (recompensa, 3 min): El rol de Revelador/a opera ambos pulverizadores en secuencia. El cambio de color instantáneo de las bandas es la recompensa visual. Priorizar este momento.

5Cálculo del Rf (5 min): Usar una regla y una calculadora. La tarea tiene pasos claros y resultado numérico concreto — bien tolerada si no se prolonga.

Estrategias adicionales

Si la sesión es larga, dividir en dos partes: día 1 = preparación y carga; día 2 = revelado y análisis.
Las bandas de colores son altamente estimulantes — aprovechar ese momento para la explicación oral más importante.
Evitar largas instrucciones previas: presentar cada paso justo antes de hacerlo.
Permitir desplazamiento entre grupos durante la espera si el aula lo permite.

Evaluación adaptada

Priorizar la tabla de observaciones completada durante la espera como evidencia de aprendizaje.
Preguntas de elección múltiple para el cierre en lugar de preguntas abiertas extensas.
El cálculo del Rf puede hacerse en pareja, sin penalizar el apoyo.

Adaptación TEA

A continuación encontrarás una descripción completa de todo lo que va a ocurrir en este experimento — en el orden exacto en que sucederá —, con los estímulos sensoriales que puedes anticipar. El proceso es totalmente predecible: si se siguen los pasos, los resultados son los esperados. No hay ningún paso «sorpresa».

Anticipo sensorial completo

Olfativo: el extracto frío de col lombarda tiene un olor suave, ligeramente vegetal. Si se usa extracto recién hervido, el olor a col cocida puede ser intenso. El vinagre del disolvente B tiene olor ácido fuerte — prepararlo con antelación en zona ventilada.
Visual: el extracto es morado-violeta intenso. Las bandas en el papel serán rosa, violeta o azulado según el disolvente. Al pulverizar limón → rosa intenso. Al pulverizar bicarbonato → azul o verde.
Táctil: el papel húmedo de disolvente es frío y flexible. La pipeta de plástico es suave. El pulverizador hace una pequeña presión en el dedo.
Auditivo: el experimento es tranquilo. El pulverizador hace un pequeño sonido «pss» al accionarlo. No hay ebullición, explosiones ni ruidos bruscos.
Cambios de color: el color morado se vuelve rosa con ácido (previsible y sistemático). El cambio no es mágico: es química.

Secuencia de pasos (predecible y cerrada)

1En la tira de papel hay una línea de lápiz a 2 cm del borde. Sobre esa línea ponemos 3 gotas de líquido morado con la pipeta y esperamos 2 minutos.

2Repetimos el paso anterior dos veces más. Ahora la mancha es más oscura y concentrada.

3Introducimos la tira en el vaso con disolvente. El disolvente sube lentamente (se puede ver y medir). Tapamos el vaso y esperamos 20 minutos sin moverlo.

4Pasados los 20 minutos, la tira tiene bandas de color en distintas posiciones. Sacamos la tira y marcamos con lápiz hasta dónde llegó el disolvente.

5Pulverizamos la tira con zumo de limón: las bandas se vuelven de color rosa. Después pulverizamos con bicarbonato: las bandas cambian a azul o verde.

6Medimos con regla dónde está cada banda y calculamos el Rf. Comparamos con el grupo de al lado.

Claridad sobre resultados posibles

Con disolvente A (agua): aparecerán 2-4 bandas violeta-moradas a distintas alturas. Es posible que alguna sea poco visible — eso no es un error.
Con disolvente B (ácido): las mismas bandas aparecen en tonos más rosados o rojos.
Si los colores son diferentes entre los cromatogramas de distintos grupos, puede ser por pequeñas diferencias en la concentración del extracto — eso es normal y es información.
Ningún resultado es «incorrecto»: todos los cromatogramas son válidos y distintos entre sí.

Gestión del tiempo de espera

Los 20 minutos de espera tienen una tarea estructurada: completar la tabla de observaciones cada 5 min. Si se prefiere trabajo individual en silencio, está bien.
Es posible trabajar en silencio durante toda la fase de espera — no es obligatorio comentar en grupo.
La secuencia tiene un principio claro (introducir la tira), una espera definida (20 min) y un final marcado (retirar cuando el frente llega arriba).

Adaptación — Dificultad de aprendizaje

Este experimento conecta directamente con dos cosas que ya sabes: cómo funciona la cromatografía de papel (Colores que revelan secretos, foton-02) y para qué sirve el extracto de col lombarda (El detective dormido, foton-04). Ahora combinamos ambas: vamos a ver qué hay «dentro» del color morado de la col.

Vocabulario simplificado y anclado

Antocianino = pigmento = molécula que da color → las tres palabras significan lo mismo aquí.
Cromatografía = separar lo que está mezclado con papel y líquido.
Fase móvil = el agua que sube por el papel (se mueve).
Fase estacionaria = el papel (no se mueve).
Rf = ¿cuánto se ha movido una mancha? Un número entre 0 y 1.

Analogía para entender la separación

¿Recuerdas que en Colores que revelan secretos los rotuladores de colores se separaban en bandas? Aquí pasa lo mismo, pero con el morado de la col.
La col tiene «varios rotuladores morados» dentro. Son muy parecidos pero no iguales. El agua los separa porque unos se pegan más al papel que otros.
El que se «pega» más al papel sube menos → Rf pequeño. El que se «suelta» más del papel sube más → Rf grande.

Paso a paso simplificado

1Tomamos el extracto morado de col lombarda (el mismo de foton-04). Está en un vaso.

2Ponemos unas gotas en la línea del papel con la pipeta. Esperamos que se seque. Lo repetimos 2 veces.

3Metemos el papel en el vaso con agua. El agua sube poco a poco (capilaridad). Esperamos 20 min.

4Vemos bandas de colores en el papel. Cada banda = un tipo de antocianino diferente. Marcamos con lápiz hasta dónde llegó el agua.

5Pulverizamos con ácido: las bandas se ponen rosas. Pulverizamos con base: las bandas se ponen azules. ¡Es el mismo efecto que en foton-04!

6Medimos cada banda con una regla. Rf = distancia de la banda ÷ distancia total. Usamos calculadora.

Conexión con experimentos anteriores

foton-02 (Colores que revelan secretos): ya hiciste cromatografía. Aquí usamos la misma técnica.
foton-04 (El detective dormido): ya usaste el extracto de col lombarda. Aquí lo analizamos más a fondo.
Este experimento es la «continuación» de los dos anteriores — ya tienes la mitad del trabajo hecho.

Evaluación adaptada

Identificar cuántas bandas hay en el cromatograma (contar con el dedo).
Decir si cada banda sube más o menos que otra: «¿cuál tiene Rf más grande?»
Explicar oralmente la diferencia de color entre ácido y base — no necesita ser escrita.
El cálculo del Rf se hace con ayuda de la fórmula escrita en la ficha y una calculadora.

Adaptación Sensorial

Esta ficha recoge orientaciones para alumnado con diversidad sensorial: baja visión, daltonismo, diversidad funcional motriz, hipersensibilidad olfativa o auditiva. Las adaptaciones están pensadas para mantener la participación activa y el aprendizaje completo del experimento.

Adaptaciones visuales

Baja visión: usar papel de filtro de mayor gramaje y trabajar sobre una superficie oscura para maximizar el contraste. Pulverizar toda la tira con zumo de limón antes de la observación: las bandas rosas son mucho más visibles que las violetas.
Daltonismo rojo-verde: el viraje a rosa con ácido es generalmente visible. El viraje a verde-amarillo con bicarbonato puede confundirse con marrón. Usar como referencia el azul (añadir más bicarbonato hasta azul intenso) que sí es perceptible para la mayoría de tipos de daltonismo.
Marcar con lápiz el contorno de cada banda una vez localizada: la marca es palpable y permanente aunque el color desaparezca.

Adaptaciones auditivas

El experimento es mayoritariamente visual — muy adecuado para alumnado sordo o con hipoacusia.
Proporcionar las instrucciones en tarjetas escritas o en pantalla en lugar de orales.
El temporizador puede ser visual (cuenta atrás en pantalla) en lugar de auditivo.
La señal de «retirar la tira» puede ser una luz o una señal visual acordada en lugar de un aviso hablado.

Adaptaciones motrices

Sustituir la pipeta Pasteur por una jeringa de 1 mL con tope: requiere menos precisión digital.
Fijar la tira de papel con clips a un lápiz apoyado en los bordes del vaso — no es necesario sujetarla con los dedos durante los 20 minutos.
Para el pulverizador: usar una botella exprimible con boquilla si la presión sobre el gatillo resulta difícil.
Preparar las tiras con la línea de siembra ya marcada para eliminar el manejo fino inicial.
La tira puede colocarse en el vaso antes de añadir el extracto, y la carga hacerse in situ con la tira ya fija.

Hipersensibilidad olfativa

Preparar el extracto el día anterior y conservarlo frío: el olor a col cocida casi desaparece.
El disolvente B (vinagre diluido) tiene olor ácido notable. Prepararlo en zona ventilada o sustituir por ácido cítrico diluido (olor mucho más suave, pH similar).
El pulverizador de bicarbonato no tiene olor significativo.
Para alumnado con alta sensibilidad, ofrecer el rol de observador/a externo/a: observa desde una mesa separada y registra los colores sin manipular los pulverizadores.

Gestión del tiempo de espera

Los 20 minutos de corrida cromatográfica son un tiempo de baja estimulación: ideal para alumnado que necesita períodos de calma.
Se puede observar el avance del disolvente en silencio — no hay obligación de interacción verbal.
El cambio de color al pulverizar es un estímulo visual intenso pero breve y controlado: avisar antes de que ocurra («ahora voy a aplicar el spray y el color va a cambiar a rosa»).

La cromatografía con la col lombarda