Juguetes con mucha Química

Autores:

Sonia Pérez Méndez
Profesora de Física i Química
Institut de l’Arboç
sperez65@xtec.cat


    • Juguetes o tejidos fotocrómicos. Primero se muestra al público diversos juguetes o tejidos que cambian de incoloro a color cuando son expuestos a la radiación solar. A partir del uso de las pinturas fotocrómicas se realizan unos dibujos de animales que no presentan color (el pigmento fotocrómico es incoloro pero el ligante de la pintura es blanco). Cuando los dibujos se exponen a radiación UV cambian a color azul y magenta, respectivamente, en función de la pintura utilizada.

    Estas pinturas están formadas por moléculas con un enlace entre un grupo “espiro” (dos anillos conectados  por un solo átomo), y un átomo de oxígeno.  Con esta estructura  la sustancia  no presenta color. Al recibir radiación UV, absorbe diferentes longitudes de onda y se rompe el enlace entre el grupo espiro y el átomo de oxígeno, de manera presenta  un color determinado (figura 2)

    Utilizando estas pinturas también se ha realizado la tabla periódica fotocrómica. Algunos elementos de la tabla periódica se han escrito con pintura fotocrómica magenta, los cuales se hacen visibles cuando se expone la tabla periódica a la radiación UV.


      • Juguetes termocrómicos. Existen de dos tipos:

      Sistemas indirectos. Hemos estudiado los juguetes que se vuelven incoloros al aumentar la temperatura. El incremento de la de la temperatura provoca una variación en el pH del medio, que hace que el pigmento termocrómico se encuentre en su forma isómero cerrado y no presente color. En este caso el pigmento termocrómico es un composite de tres sustancias: el colorante orgánico, el revelador o supresor de color y el disolvente punto de fusión bajo.

      Para imitar estos juguetes, en un papel se escribe los símbolos de ciertos elementos y se pintan con pintura termocrómica azul, por debajo de 30ºC es azul, por encima de 33ºC se vuelven incolora y deja ver el fondo.

       También se ha pintado algunos elementos de la taula periódica con esta pintura, de forma que al calentarla se visualizan todos los elementos.

      Sistema directos. El cambio de color es como consecuencia de la temperatura. Ejemplo los cristales líquidos tipo colestérico.

      En un rango de temperatura estos materiales se comportan como cristales líquidos donde la sustancia se ordena en capas, y en cada capa las moléculas tienen una orientación determinada. La distancia entre dos capas con la misma orientación se denomina distancia quiral o pitch, y es del orden de la longitud de onda de la luz visible, con lo cual se pueden observar fenómenos de interferencias por reflexión. Cerca de 25ºC se observan interferencias constructivas para el rojo y cerca de 30ºC interferencias constructivas para el azul.


      o  Juguetes hidrocrómicos: Primero se muestran al público juguetes o tejidos que cambian de color cuando son humedecidos. Estos juguetes o tejidos contienen pinturas o tintes hidrocrómicos que son blancos cuando están secos se vuelven incoloros al humedecerse, dejando ver el color del fondo. Estas pinturas no contienen ningún pigmento, sino que el aglutinante es un copolímero de revelado incoloro al humedecerse.

      Para aplicarlo en el aula, se han preparado preguntas. Por ejemplo:

      ¿A qué grupo pertenecen los siguientes elementos?…. Los alumnos dan sus respuestas y luego las comprueban humedeciendo el papel y así aparecen las respuestas.

      Estos papeles se han preparado escribiendo la respuesta en bolígrafo y pintándola encima con pintura hidrocrómica. Cuando se seca es blanca y oculta la respuesta. Al humedecerse se vuelve incolora dejando ver las respuestas.

        Dirigido a:


          • Gran Público

          • Primaria

          • Secundaria

          Materiales necesarios:

          Pinturas termocrómicas, pinturas fotocrómicas, pinturas hidrocrómicas, pinceles y papel de filtro.

          Para hacer juguetes termocrómicos: resinas epoxi y pigmentos termocrómicos. (Este material se puede conseguir de la empresa Materiales Inteligentes, https://www.inteligentes.org/)

          Riesgos:

          ninguno

          Enlaces:


            • R.M. Melià, J.A. Melià, M. del Tura, Ciències (21), 2012.


                •  https://www.inteligentes.org/.

              Para saber más: