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Correo del Maestro Núm. 60,mayo 2001

Taller de cromatografía en papel y composición de colores

Jorge Islas Bravo y Guillermo Mosqueira


Contenido
Un poco de historia
Material
Desarrollo
Observaciones
Conclusiones
Precauciones
Manejo de residuos

Introducción

La cromatografía es una técnica analítica y cuantitativa que ha alcanzado un alto grado de desarrollo -y modalidades- en los laboratorios de química y bioquímica. En sus diversas aplicaciones, la cromatografía sirve para separar compuestos químicos diferentes a partir de mezclas multicomponentes, las cuales pueden contener varios centenares de sustancias diferentes. Por ejemplo, es capaz de identificar y separar los 350 compuestos que dan su sabor y bouquet característicos al café.

En el taller proponemos aplicar rudimentariamente -con la ayuda de artículos comunes y de fácil adquisición- esta técnica, en su modalidad de cromatografía en papel, a la separación de los pigmentos (moléculas) que se encuentran mezclados en los plumones a base de agua. Se descubrirá que un color determinado puede estar formado por la combinación de dos o más pigmentos, lo que da la oportunidad de abordar también algunos aspectos de la combinación de colores.

En general, la cromatografía consiste en hacer pasar una fase móvil con un determinado disolvente (o eluyente), en este caso una mezcla de agua y etanol -misma que contiene disuelta la mezcla de moléculas que se desea separar-, a través de una fase fija que actuará como tamiz o filtro selectivo, en este caso algodón. A su paso, la separación de moléculas se produce debido a sus diferencias de tamaño, geometría y distribución de carga eléctrica.

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Un poco de historia

La etimología de la palabra cromatografía es curiosa. Por las palabras griegas que la forman significaría: 'escritura en colores'.
El botánico ruso Mikhail S. Tsvet formalizó el uso de la cromatografía en los estudios científicos -por el año 1910-, dio ese nombre a la técnica y la aplicó a la separación de los pigmentos naturales que se encuentran en las plantas (conocidos como carotenoides y clorofilas).

Tsvet empacó una columna de vidrio vertical (de unos cuantos centímetros de diámetro) con material adsorbente. Luego, por la columna vertical virtió una solución que contenía la mezcla de pigmentos provenientes de las hojas molidas de una planta. Pasados unos minutos, el material empacado en la columna había adquirido una coloración diferente por segmentos. Es decir, había logrado la separación de los pigmentos naturales de la planta. En cada segmento de color definido había un pigmento diferente.

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Material

o El disolvente estará formado por una mezcla de etanol y agua en una proporción volumétrica de 30:70.
o Como contenedores del disolvente se requieren tapas de frascos (preferentemente de plástico) de 6 a 7 centímetros de diámetro aproximadamente. (Figura 1).
o Tramos de popotes de plástico de 2 centímetros aproximadamente y que no sean menores que la altura de la tapa. (Véase la figura 1)
o Algodón.
o Tijeras.
o Papel filtro de poro medio recortado en forma circular y del tamaño de la tapa. (Véase la figura 2)
o Trapo.

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Desarrollo

La duración del taller, aplicado a un grupo de diez personas con la ayuda de un supervisor, será de 30 minutos aproximadamente.
Por cada niño que se integre de manera activa en este taller se necesita una tapa de plástico que contenga aproximadamente unos 15 mililitros de disolvente (la mezcla de etanol y agua).
Se toma un tramo de popote y en uno de sus extremos se abre de diámetro (haciendo algunos cortes pequeños) de tal forma que sirva como base de sostén. Antes de colocarlo en el centro de la tapa dentro del disolvente se empaca o rellena con algodón. Es importante que la longitud del popote sea ligeramente superior a la altura de la tapa.

A continuación, se proporciona a cada participante un papel filtro recortado en círculo, se le pide que seleccione de 2 a 5 plumones de diferentes colores y que con ellos marque de 2 a 5 puntos grandes, cada uno de diferente color (se puede repetir algún color). Luego se le pide que con mucho cuidado coloque este papel sobre el tramo de popote que se encuentra ya en el centro de la tapa.

La punta del algodón que sobresale del tramo del popote ya debe estar humedecido y debe tocar el papel por el centro, cuidando que no se caiga. (Figura 3)

 

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Observaciones

Se observará que el disolvente empieza a desplazarse en forma radial a partir del lugar donde está la punta húmeda del popote. A partir de este momento habrá que esperar aproximadamente 15 minutos para que se complete el recorrido hasta las orillas del papel filtro. Entonces, los diferentes pigmentos que componen un color habrán quedado separados a lo largo del radio del papel, formando, sobre éste, figuras semejantes a pétalos multicolores. Este resultado experimental (el papel filtro con los pigmentos separados) recibe el nombre de cromatograma.

Una vez dominada la técnica será fácil sugerir composiciones más libres, dando lugar a creaciones originales y estéticas.

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Conclusiones

Este taller ayudará a desarrollar en los niños la capacidad de observación de sus resultados experimentales y obtener conclusiones a partir de ellos.


Una vez que han descubierto que un color está formado por uno o varios pigmentos, es posible plantearles muchas preguntas para que averigüen las respuestas por la vía experimetal, como si fuera un juego. Por ejemplo, podrían hacer el cromatograma de todos los colores disponibles para conocer cómo se distribuyen los pigmentos.

Luego, cada niño puede realizar el cromatograma de un color desconocido (ocultando el punto hecho por el plumón). En él deberá observar el patrón de corrimiento que obtuvo y compararlo con los que se realizaron anteriormente. A partir de estos datos podrá descubrir cuál fue el color desconocido que se le asignó.

Por otra parte, este mismo taller permite al maestro, si lo desea, hablar a sus alumnos sobre la composición de colores, los tres colores primarios y las distintas combinaciones que se pueden hacer a partir de ellos.

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Precauciones

Todos los materiales y soluciones son reutilizables siempre y cuando no estén desgastados, maltratados o contaminados (para el caso del disolvente).

La solución etanol y agua es inflamable, aunque contenga agua. No debe exponerse a chispas ni cerillos prendidos.
Aunque los plumones a base de agua no se consideran tóxicos, se debe evitar que los niños se los lleven a la boca.

Manejo de residuos

El único residuo de cuidado es el eluyente. Cuando éste haya sido reutilizado varias veces y esté visiblemente sucio, es conveniente favorecer la combustión del etanol acercando con cuidado un cerillo prendido. Finalmente, el agua residual se desecha por el drenaje.

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