Experimentos de química en contexto: ¿Están enriquecidos con hierro metálico los cereales?

Autores:

Fina Guitart
Jordi Cuadros
Carme Artigas

Introducir cereales en el vaso de precipitados hasta aproximadamente la mitad de la altura del recipiente y añadir el imán
Añadir agua hasta que el vaso quede lleno hasta sus tres cuartas partes y colocar el vaso sobre el agitador magnético.
Agitar vigorosamente durante 10 minutos aproximadamente.
Con ayuda de un colador retirar los cereales que flotan en el interior del recipiente
Retirar el vaso de la superficie del agitador magnético y con ayuda de unas pinzas sacar con cuidado el imán
Observar el imán
Colocar una placa de plástico transparente con cavidades sobre un papel blanco
Introducir en una de las cavidades de la placa de plástico 5 gotas de agua (cavidad A) y en la otro 5 gotas de ácido clorhídrico 6M (cavidad B)
Introducir en cada una de las dos cavidades 5 gotas de solución de tiocianato de amonio.
Sumergir el extremo del imán en el pozuelo A y agitar suavemente durante unos minutos, observar y anotar.
Limpiar cuidadosamente con agua el extremo del imán (comprobar que siguen observándose las diminutas partículas adheridas al imán).
Sumergir el extremo del imán en el pozuelo B y agitar suavemente durante unos minutos, observar y anotar.
Introducir en una de las cavidades de la placa (cavidad C), 5 gotas de agua, 5 gotas de tiocianato de amonio (0,5%) y una gota de cloruro de hierro (III) (0,1%), observar y anotar

Posibles dificultades, consejos y ensayos complementarios:

  • Al sacar el imán de dentro del recipiente, es conveniente retirar con el colador la mayor parte de los cereales que se encuentran en suspensión en el líquido, para evitar que estos puedan provocar por rozamiento, la caída del polvo adherido al imán
  • Si se desea realizar el experimento de manera cuantitativa hay que utilizar una cantidad superior de cereales (150-200 g) y un recipiente de 2 L, para minimizar los errores en los cálculos debidos a la pequeña cantidad de polvo adherido al imán y utilizar balanzas de precisión (milésima de gramo).
  • Para la reacción de identificación de hierro (III) debe colocarse un fondo blanco debajo de la placa con cavidades para distinguir mejor la coloración.
  • Ensayo A (bis) (aumento del tiempo y de la temperatura)

Las soluciones acuosas de hierro (II) se oxidan a hierro (III) con facilidad. Para descartar que el polvo adherido a la superficie sea una sal u otro compuesto de hierro (II), se ha realizado el ensayo A (sin ácido clorhídrico), dejando el polvo del imán en la cavidad durante unas horas y se ha calentado la bandeja por contacto de la parte inferior con agua caliente. No se ha observado la coloración que indica presencia de hiero (III).

¿Qué se pretende demostrar?

Se pretende mostrar y poner de relieve que los cereales enriquecidos contienen hierro metálico y que, en nuestro estómago, tiene lugar la reacción de oxidación del hierro metálico a hierro iónico (soluble en solución acuosa) que puede ser absorbido en nuestro organismo. Para ello se utiliza una técnica de identificación de hierro (III) y se diseña una técnica de microescala sencilla que aporta evidencias para distinguir entre hierro metálico y iones hierro (III).

Dirigido a:

  • Gran Público
  • Primaria
  • Secundaria
  • Universidad

Materiales necesarios:

Materiales:

  • Vaso de precipitados (0,5 L o 1 L) o recipiente similar
  • Agitador magnético y imán (núcleo magnético blanco)
  • Pinzas
  • Colador
  • Goteros de plástico
  • Placa con cavidades (pozuelos)

Reactivos:

  • Cereales enriquecidos con hierro (Corn Flakes, Golden Graham, etc.)
  • Agua
  • Ácido clorhídrico 6 M
  • Solución tiocianato de amonio (0,5 %)

Riesgos:

Utilizar guantes durante la realización del experimento como medida de prevención. Tener especial atención al manipular el ácido clorhídrico 6 M puesto que es corrosivo por contacto e inhalación. Evitar el contacto directo con las soluciones de cloruro de hierro (III) y tiocianato de amonio. El hecho de trabajar a microescala minimiza enormemente el riesgo.

Enlaces:

 

Classic Chemistry Demostrations, RSC
http://es.wikipedia.org/wiki/Tiocianato#Ensayo_para_el_hierro.28III.29

Para saber más:

Observaciones:

El experimento es fácil de realizar puesto que se lleva a cabo de manera cualitativa y la identificación de iones hierro (III) se realiza a microescala y por comparación con una prueba control. El mismo experimento con finalidad cuantitativa (cálculo de porcentaje de hierro) implicaría partir de cantidades superiores de cereales y determinar la masa del polvo negro adherido al imán.

La identificación de hierro (III) se basa en la formación de un complejo coloreado de color rojo sangre (pentaacua(tiocianato-N)hierro(III), [Fe(SCN)(H2O)5]2+.El hierro metálico no forma el complejo.

  • Si el polvo negro adherido al imán es hierro metálico, al sumergir-lo en la solución que contiene solo tiocianato de amonio no aparece color.
  • Si el polvo adherido al imán estuviera formado por ua sal de hierro (III) aparecería color como ocurre en la prueba control en la que en lugar se sumergir el imán, se añade una gota de solución de cloruro de hierro (III).

El experimento puede plantearse como una pequeña investigación en la que los alumnos han de ir formulado y dando respuesta a preguntas como:

  • ¿Cómo podríamos aislar el hierro de los cereales?
  • ¿El imán atrae sólo al hierro metálico o también a los compuestos de hierro?
  • ¿Podría nuestro estomago “digerir” hierro metálico? ¿Qué reacciones químicas intervienen?
  • ¿Cómo diseñaríais un ensayo para averiguar si el hierro del imán es hierro metálico o hierro (III), teniendo en cuenta que el hierro (III) forma un complejo coloreado en presencia de tiocianato de amonio, y que el ácido clorhídrico oxida el hierro metálico a hierro (III)?

Si el experimento se realiza tipo demostración, deben estimularse la emisión de hipótesis por parte del público y adaptar las explicaciones según los conocimientos previos de los espectadores (alumnos o público en general).