Experimentos

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A continuación se desarrollan algunos experimentos con materiales de uso cotidiano.

La sal “enfría”

Objetivo

Demostrar cómo la sal disminuye la temperatura del agua y también “derrite” el hielo.

Materiales

- Dos vasos con agua.

- Cubitos de hielo.

- Sal.

Pasos a seguir

1. Agregar dos cubitos de hielo en cada vaso con agua.

2. En uno de los vasos añadir cuatro cucharadas de sal común.

3. Observar los cambios y anotar en un bloc de notas.

¿Qué pasó?

Los cubitos que estaban en el vaso con agua y sal se fundieron más rápido. A su vez, la temperatura de ese vaso resultó inferior al agua del otro vaso que no tenía sal.

El hielo tiene una fina capa de agua líquida sobre su superficie. Al añadir sal, ésta se disuelve en esa agua y forma una disolución saturada, es decir, el agua ha admitido toda la sal que es capaz de disolver. En este momento sucede un curioso efecto: la disolución tiende a un equilibrio y para conseguirlo el sistema funde hielo. Es por ello que los cubitos del vaso con sal se fundieron en menor tiempo.

De esta manera se consigue que la disolución de agua y sal se encuentre en estado líquido a ciertas temperaturas bajo cero, porque su punto de congelación es más bajo que el del agua pura, que es de 0 °C. Este mecanismo es el mismo que se emplea para enfriar bebidas en poco tiempo. Seguramente alguna vez habrás visto u oído que si se pone una botella dentro de un balde con agua, hielo y sal, ésta se enfría rápidamente.

Hay que tener en cuenta que la sal para disolverse en el agua necesita energía, y la toma absorbiendo el calor de su entorno. A la vez, el hielo se derrite a una mayor velocidad, ya que el contacto con la sal hace que disminuya su temperatura de fusión. La energía que necesita este proceso se obtiene en gran parte de la botella que introducimos en el balde.

En los lugares que suele acumularse nieve se emplea sal para fundirla.

Cuando el cristal de sal se pone en contacto con el hielo, los átomos de cloro y de sodio atraen algunas de las moléculas de agua, rompiendo los enlaces de puentes de hidrógeno. Los iones de sodio al ser más pequeños que los de cloro pueden penetrar dentro de la estructura del agua. Su carga positiva atrae a la carga negativa del oxígeno, rompiendo el puente de hidrogeno. Finalmente se disuelven los iones de cloro y sodio entre las moléculas de agua y por tanto la disolución se vuelve líquida.

Hacer flotar objetos

Objetivo

Comprender el fenómeno de flotación.

Materiales

- Un bol grande.

- Agua.

- Sal.

- Un huevo.

Pasos a seguir

1. Incorporar en el bol medio litro de agua fría.

2. Introducir un huevo. Observarás que se va al fondo.

3. Agregar cucharaditas de sal hasta que el huevo comience a flotar.

¿Qué pasó?

Sobre el huevo actúan dos fuerzas: su peso, es decir, la fuerza con que lo atrae la Tierra y el empuje, que es la fuerza que ejerce hacia arriba el agua.

Cuando un objeto tiene un peso mayor que el empuje, el mismo se hunde en el agua. El empuje que sufre un cuerpo en un líquido, depende de tres factores:

- La densidad del líquido.

- El volumen del cuerpo que se encuentra sumergido.

- La gravedad.

Al añadir sal al agua, conseguimos un líquido más denso que el agua pura, lo que hace que el empuje que sufre el huevo sea mayor y supere el peso del huevo. Es por ello que el huevo flota. Así también se puede explicar el hecho de que sea más fácil flotar en el agua del mar que en el agua de ríos y piscinas.

El Mar Muerto está situado bajo el nivel del mar entre Israel, Cisjordania y Jordania. Debido al grado de salinidad que tiene ningún ser vivo habita en él, salvo las artemias. Este mar es reconocido porque el ser humano no se hunde allí con facilidad. Tiene unos 80 km de largo y un ancho máximo de unos 16 km; su superficie es aproximadamente de 810 km².

Mezclar líquidos

Objetivo

Comprender la diferencia entre moléculas polares y apolares.

Materiales

- Agua.

- Aceite.

- Alcohol.

- Frasco de cristal con tapa.

Pasos a seguir

1. Añadir agua dentro del frasco de cristal y luego aceite sobre el agua.

2. Con cuidado, añadir alcohol sobre el aceite. En esta instancia podremos ver los tres líquidos separados.

3. Cerrar el frasco y agitarlo.

4. Observar cuántos líquidos diferentes hay.

¿Qué pasó?

Para comprender por qué luego de agitar el frasco solo pudimos diferenciar dos líquidos diferentes debemos remitirnos a la naturaleza de las moléculas que forman los líquidos. El agua y el alcohol son líquidos polares y el aceite es un líquido apolar.

Que una molécula sea polar significa que tiene una pequeña carga eléctrica positiva en un extremo de la molécula y una cantidad igual de carga negativa en el otro extremo. En la molécula apolar no existe dicha separación de cargas.

Como regla general “lo semejante disuelve a lo semejante”. Es decir, los líquidos polares se mezclan con otros líquidos polares pero no se mezclan con líquidos apolares. Por este motivo el aceite (líquido apolar) no se mezcla ni con el alcohol ni con el agua (líquidos polares).

En nuestro experimento, la capa de aceite impide el contacto entre el agua y el alcohol. Al agitar el frasco con los tres líquidos, el agua y el alcohol se mezclan, formando una disolución que permanece debajo del aceite.