Tenedores de plástico de patatas… para pinchar patatas

Se pueden fabricar láminas de plástico (e incluso objetos) a partir de almidón. Este almidón puede ser comercial (fécula de patata, maicena, tapioca…) o extraerlo de patatas. Se necesita almidón, un ácido que puede ser el acético (vinagre) y glicerina (1,2,3 propanotriol o glicerol). También, opcionalmente, colorante alimentario.

Precauciones

No se trata de un experimento peligroso, si bien hay que calentar hasta ebullición durante 15 minutos. Por ello, deberían usarse gafas de protección. Debe tenerse cuidado al diluir el ácido clorhídrico de la botella comercial, donde está muy concentrado. Usar guantes. En cualquier caso, se puede sustituir por vinagre.

Materiales y procedimiento

Se necesitan los siguientes materiales (si bien de algunos se puede prescindir o sustuirlos por otros; en realidad este experimento se puede hacer solo con materiales de cocina):

Rallador de cocina, colador
Mortero
Vaso de precipitados (250 cm³) y otros vasos
Vidrio de reloj grande (opcional)
Mechero Bunsen, trípode, rejilla difusora (o placa calefactora)
Varilla de agitación
Placa de Petri o plato
Papel indicador universal (opcional)
Pipetas Pasteur
Probetas (10 cm³, 25 cm³) u otro sistema de medición de volúmenes
Balanza

Productos químicos (se pueden usar estas cantidades o proporcionales):

Ácido clorhídrico diluido (0,1 M, ~10 cm³) o bien ácido acético (puede ser vinagre de limpieza)
Hidróxido de sodio (0,1 M ~10 cm³) o disolución de bicarbonato (opcionales)
Glicerina (propano-1,2,3-triol o glicerol) (2 cm³)
Colorante alimentario (opcional)
Patatas, unos 100 g
Almidón de patata comercial (2,5 g) (opcional)
Agua (destilada o del grifo) (~500 cm³)

A) Extracción del almidón

Rallar unos 100 g de patata. No es necesario pelarla, pero debe estar limpia.
Poner el rallado en el mortero, añadir unos 100 cm³ de agua y moler.
Colar la suspensión de almidón en un vaso, dejando los restos de patata en el mortero.
Opcionalmente, repetir los pasos 2 y 3 dos veces más para extraer más almidón.
Dejar reposar el líquido en el vaso durante unos minutos.
Decantar el agua del vaso para dejar en el fondo el almidón.
Opcionalmente, añadir unos 100 cm³ de agua y revolver suavemente. Dejar reposar nuevamente y luego decantar el agua para que quede solo el almidón (húmedo).

(Este mismo procedimiento se puede aplicar para extraer almidón de maíz o arroz).

B) Creación de una película plástica (se puede aumentar las catidades mencionadas proporcionalmente)

Poner unos 20 cm³ de agua en un vaso de precipitados y añadir unos 4 g de la pasta de almidón de patata húmedo obtenido (o 25 cm³ de agua y 2,5 g de almidón de almidón de patata comercial u otro tipo de almidonaes comerciales), 3 cm³ de ácido clorhídrico (o vinagre, e incluso se puede probar con zumo de limón) y 2 cm³ de glicerina.
Calentar la mezcla con el mechero Bunsen. (Se puede tapar el vaso con el vidrio de reloj para que haya cierto reflujo, si bien esto dificultará la agitación. Una opción es calentar en placa calefactora con agitación automática). Llevar a ebullición y luego seguir hirviendo a fuego lento durante unos 15 minutos. Si el producto se está secando, retirarlo del fuego. Se observará que la mezcla se gelatiniza.
Opcionalmente se puede agregar suficiente disolución de hidróxido de sodio para neutralizar la mezcla, midiendo el pH con ayuda de una varilla que se va sumergiendo en el líquido para extraer una gota que se deposita sobre papel indicador. Probablemente haya que agregar unos 3 cm³ de NaOH.
Agregar, si se desea, una gota de colorante alimentario y mezclar bien.
Verter la mezcla en una placa de Petri o plato. Tratar de que quede extendida uniformemente.
Dejar secar (aprox. 1 día sobre un radiador o al sol y 2 días a temperatura ambiente; otra opción es en estufa a 100 ^oC; en ese caso debería secarse en hora y media).
Repetir el proceso sin glicerina para comparar el material obtenido con el anterior.

La lámina de plástico hecha añadiendo glicerina (que es un plastificante) será más flexible; la obtenido sin glicerina tenderá a ser quebradiza. Si en vez de películas se desea obtener objetos como los de la figura de cabecera habría que emplear moldes.

Bibliografía

Cassandra M. Knutson et al. Dyeing to Degrade: A Bioplastics Experiment for College and High School Classrooms. J. Chem. Educ. 2019, 96, 2565–2573. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.jchemed.9b00461.
Education (RSC) / Nuffield Foundation. Making plastic from potato starch. 2015. https://edu.rsc.org/resources/making-plastic-from-potato-starch/1741.article (vista en diciembre de 2020).
Richard Harris et al. Make it and Break it: Bioplastics from Plant Starch with incorporation of Engineering Practices. Universidad de Minesota. Make-it-and-Break-it.pdf (umn.edu) (visto en diciembre de 2020).
Brandon121233. Make Potato Plastic! Instructables, Autodesk, Inc. Instructables https://www.instructables.com/id/Make-Potato-Plastic!/ (visto en diciembre de 2020).
M. K. Marichelvam et al.: Corn and Rice Starch-Based Bio-Plastics as Alternative Packaging Materials. Fibers 2019, 7. DOI: https://doi.org/10.3390/fib7040032.
Herbert Sommerfeld y Rüdiger Blume. Biodegradable Films – Based on Partially Hydrolyzed Corn Starch or Potato Starch. J. Chem. Ed. 1992, 69. A151-A152. DOI: https://doi.org/10.1021/ed069pA151.
Gavira Vallejo, José Mª; Paredes Roibás, Denís. Química insólita. Certificado de Formación del Profesorado (Cursos de Formación Permanente de la UNED); Dpto. Ciencias y Técnicas Fisicoquímicas, 2018. (Experimento 128).