Successfully reported this slideshow.
Your SlideShare is downloading. ×

84 Experimentos de Química Cotidiana en Secundaria - González.pdf

Ad
Ad
Ad
Ad
Ad
Ad
Ad
Ad
Ad
Ad
Ad
84 experimentos de química cotidiana en
secundaria
M.ª Elvira González Aguado (coord.)
Begoña Artigue Alonso, M.ª Teresa L...
Biblioteca de Alambique
Serie Didáctica de las ciencias experimentales
Directores de la colección: Aureli Caamaño, Pedro C...
4
Advertisement
Advertisement
Advertisement
Advertisement
Advertisement
Advertisement
Advertisement
Advertisement
Advertisement
Advertisement

Check these out next

1 of 342 Ad

84 Experimentos de Química Cotidiana en Secundaria - González.pdf

Download to read offline

La química está presente en casi todo lo que vemos y en todas las actividades
humanas. Sin embargo, para muchos estudiantes de secundaria la química es una materia árida e inútil y la palabra «química» suele resultar ajena e incomprensible. Por otra parte, parece estar extendiéndose en amplios sectores de la sociedad lo que podríamos llamar la quimiofobia, que lleva a relacionar esta ciencia con los aspectos y las emociones más negativas, con frecuencia a causa de la ignorancia y la incomprensión. Por este motivo es muy necesario explicar al alumnado que la química forma parte
de nuestro entorno y de nuestra vida y también es preciso que el acercamiento a esta ciencia se haga de forma clara y accesible.

La química está presente en casi todo lo que vemos y en todas las actividades
humanas. Sin embargo, para muchos estudiantes de secundaria la química es una materia árida e inútil y la palabra «química» suele resultar ajena e incomprensible. Por otra parte, parece estar extendiéndose en amplios sectores de la sociedad lo que podríamos llamar la quimiofobia, que lleva a relacionar esta ciencia con los aspectos y las emociones más negativas, con frecuencia a causa de la ignorancia y la incomprensión. Por este motivo es muy necesario explicar al alumnado que la química forma parte
de nuestro entorno y de nuestra vida y también es preciso que el acercamiento a esta ciencia se haga de forma clara y accesible.

Advertisement
Advertisement

More Related Content

More from ANAYNALLELYLAPON (20)

Recently uploaded (20)

Advertisement

84 Experimentos de Química Cotidiana en Secundaria - González.pdf

  1. 1. 84 experimentos de química cotidiana en secundaria M.ª Elvira González Aguado (coord.) Begoña Artigue Alonso, M.ª Teresa Lozano Martínez, M.ª Carmen Markina Galíndez, Ana Mendizábal Uliarte Biblioteca de Alambique | 302 2
  2. 2. Biblioteca de Alambique Serie Didáctica de las ciencias experimentales Directores de la colección: Aureli Caamaño, Pedro Cañal, Ana Oñorbe, Emilio Pedrinaci, Antonio de Pro © M.ª Elvira González Aguado (coord.), Begoña Artigue Alonso, M.ª Teresa Lozano Martínez, M.ª Carmen Markina Galíndez, Ana Mendizábal Uliarte © de esta edición: Editorial GRAÓ, de IRIF, SL C/ Hurtado, 29. 08022 Barcelona www.grao.com 1.a edición: diciembre 2013 ISBN: 978-84-9980-695-2 D.L.: B. 19306-2013 Diseño de cubierta: Xavier Aguiló Impresión: Imprimeix Impreso en España Quedan rigurosamente prohibidas, bajo las sanciones establecidas en las leyes, la reproducción o almacenamiento total o parcial de la presente publicación, incluyendo el diseño de la portada, así como la transmisión de ésta por cualquier medio, tanto si es eléctrico como químico, mecánico, óptico, de grabación o bien de fotocopia, sin la autorización escrita de los titulares del copyright. Diríjase a CEDRO (Centro Español de Derechos Reprográficos) si necesita fotocopiar o escanear algún fragmento de esta obra (www.conlicencia.com, 917 021 970 / 932 720 447). 3
  3. 3. 4
  4. 4. Índice Introducción El desafío de enseñar química El trabajo experimental y desarrollo de competencias básicas Dimensión contextual y aplicada de la química ¿Qué ofrece este libro? Recursos necesarios Bloque I. Química en el hogar Presentación Situaciones problemáticas Experimentos Huellas dactilares Un hilo resistente Sorprendente harina de maíz ¿Qué forma tienen los líquidos? ¿Flotará o no flotará? Moneda flotante El vaso extintor Competición: beber más rápido con dos pajitas Fideos de chocolate embrujados La botella tragahuevos Huevos sin cáscara El huevo llorón Trucos para identificar huevos frescos Inflar un globo con la ayuda de un huevo Heladera tradicional Agua que no moja Deformar una lata sin esfuerzo Un gas apagallamas Granizado casero Gas lanzacohetes Lápices conductores Zanahorias glotonas Abrillantando la plata 5
  5. 5. Monedas oxidadas Pilas originales 1 + 1 ≠ 2 ¿Fallan las matemáticas? ¿Se puede hervir agua enfriando? Aquí está el fantasma Botella con hipo Bloque II. Química y color Presentación Situaciones problemáticas Experimentos Diferenciando colores La humedad tiene color Revelando mensajes ¿Jugamos a espías? Yel tio... se ve (al pulverizar) Aparece al calentar Los pigmentos de los vegetales Los colores del cobre ¿Somos alquimistas? Surtidor de agua mágico Indicadores caseros Utilizando indicadores caseros Reloj químico Botellas camaleónicas Transformando el vino Jardín sin semillas Fuegos artificiales La magia del fuego Destruyendo pistas Decorando con líquidos Arcoíris Formación de cristales metálicos ¿De qué color es? Corazón de mercurio Azúcar negrito negrito Bloque III. Química y luz Presentación Situaciones problemáticas Experimentos Produciendo luz 6
  6. 6. Luz por frotamiento Impresión fotográfica Alumbrado prehistórico V olcanes en el laboratorio 1: vapores violetas V olcanes en el laboratorio 2: cono verde V olcanes en el laboratorio 3: erupción blanca El ladrón de llamas ¡V aya luz más intensa! Bloque IV. Química y calor Presentación Situaciones problemáticas Experimentos ¿De dónde viene este calor? ¿De dónde viene este frío? ¿Por qué un tornillo no se enciende y el estropajo, sí? La pasta de dientes de los elefantes Cenizas voladoras ¿Se puede dar fuego a un billete y no quemarlo? Serpiente de faraón Bloque V. Química y polímeros Presentación Situaciones problemáticas Experimentos ¿Dónde está el agua? Huevos fritos sin aceite Hacemos desaparecer el plástico Polímero casero Materiales con memoria Pegamento casero ¿Es PVC? Bloque VI. Química y salud Presentación Situaciones problemáticas Experimentos Fumador de laboratorio Desayuno rico en hierro Almidón en alimentos Fruta lentamente oxidada 7
  7. 7. Un géiser de caramelo Dientes sanos ¡Una de vampiros! Referencias bibliográficas 8
  8. 8. 9
  9. 9. Introducción El desafío de enseñar química La química está presente en casi todo lo que vemos y en todas las actividades humanas. Sin embargo, para muchos estudiantes de secundaria la química es una materia árida e inútil y la palabra «química» suele resultar ajena e incomprensible. Por otra parte, parece estar extendiéndose en amplios sectores de la sociedad lo que podríamos llamar la quimiofobia, que lleva a relacionar esta ciencia con los aspectos y las emociones más negativas, con frecuencia a causa de la ignorancia y la incomprensión. Por este motivo es muy necesario explicar al alumnado que la química forma parte de nuestro entorno y de nuestra vida y también es preciso que el acercamiento a esta ciencia se haga de forma clara y accesible. Nosotras compartimos la idea de que el primer enfrentamiento de los alumnos y alumnas con la química debe ser una química que les seduzca a través de los fenómenos; más adelante, en cursos superiores, podrán entender modelos que le expliquen la realidad antes observada. En un primer contacto se observará el comportamiento de la materia y surgirán interrogantes a los que se responderá en niveles superiores. Teniendo como premisa la importancia de desarrollar el interés por la química en la comunidad de jóvenes, la enseñanza de las ciencias en la actualidad plantea la urgente necesidad de relacionar conceptos básicos, generalmente abstractos, con situaciones de la vida cotidiana y, de este modo, motivar a los estudiantes hacia esta área del conocimiento. El objetivo es que el alumnado tenga un espacio de reflexión en el que pueda cuestionar, analizar, resolver, proponer alternativas e identificar nuevos problemas, que sean aplicables al aula, a la vida cotidiana o tal vez a su futuro profesional. Este libro tiene como propósito despertar el interés y el gusto hacia la química en los alumnos y alumnas que están en la etapa adolescente, mediante ejemplos y experiencias divertidas, que se puedan ilustrar y relacionar con la vida cotidiana a partir de algunos principios básicos como: materia, cambios físicos (de forma, de estado...) y químicos (combustión, ácido-base, oxidación-reducción, polimerización...) y energía de los cambios químicos (reacciones endotérmicas y exotérmicas). El currículo del área de ciencias de la naturaleza en la ESO plantea la necesidad de trabajar por una alfabetización científica que permita desarrollar una comprensión de la naturaleza de la ciencia y de la práctica científica y una conciencia de sus complejas relaciones con la tecnología y la sociedad. Todo esto permitirá la participación crítica y 10
  10. 10. responsable en la toma de decisiones personales en torno a problemas locales y globales. Esta alfabetización se conseguirá si se pone al alcance de todo el alumnado una ciencia (en nuestro caso la química) que incluya conocimientos que le ayuden a tomar decisiones en su vida diaria, por ejemplo, cómo limpiar unos pendientes de plata, cómo hacer desaparecer plástico o qué champú es el más adecuado. Por otro lado, la enseñanza de la química durante los primeros cursos de la ESO tiene una carga horaria muy escasa, ya que se imparte como parte de ciencias de la naturaleza en el primer y segundo curso de esta etapa y como física y química, junto con biología y geología en el tercer curso, pasando además a ser optativa en el cuarto curso. Todo ello, unido a programas sobrecargados, hace que el profesorado rehúya a menudo los experimentos de laboratorio aduciendo la falta de tiempo; en consecuencia, una materia como la química, que es una ciencia eminentemente experimental, se va haciendo cada vez más teórica y menos experimental. La investigación en didáctica de las ciencias ha demostrado la importancia de las actividades experimentales para el aprendizaje de la ciencia (Reigosa y Jiménez, 2000; Reigosa, 2010; Seré, 2002) y para la promoción de actitudes positivas hacia la ciencia (Vázquez-Alonso y Manassero, 1997). Así lo recoge también el informe de la Comisión Europea (Rocard y otros, 2007), que propone la enseñanza de las ciencias a través de la indagación como una de las medidas que permiten aumentar el interés del alumnado por la ciencia. Ahora bien, los datos de la realidad escolar muestran que las actividades experimentales son infrecuentes y que una gran parte del profesorado argumenta que éstas son «una pérdida de tiempo» o a lo sumo «un complemento» que sólo apoya la parte teórica del curso, al permitir «ilustrar» o aplicar los conceptos y teorías estudiados. Sin embargo, nuestra propia experiencia en el aula, así como las aportaciones realizadas por los profesores en los cursos que hemos impartido, nos demuestran que cuando se trabaja a partir de actividades experimentales el alumnado participa más, recuerda mejor y está más motivado. Esa misma experiencia nos indica que cuando nos encontramos con un problema como la desmotivación del alumnado respecto a la ciencia (Vázquez-Alonso y Manassero, 2008), no existe momento de mayor expectación en clase que el que precede a un experimento, ni mayor sorpresa que la producida ante la aparición de colores, vapores y luces tras dicho experimento. Como señala Cañal (2012), se trata de aprovechar la «curiosidad como mecanismo mental al servicio del aprendizaje». De ahí la importancia que tienen las experiencias de laboratorio que estimulan el deseo de conocer. Para concluir, creemos que los profesores de química debemos aplicar los mejores métodos de enseñanza-aprendizaje y construir las mejores estrategias para enseñar una química que debe: ser también experimental, seducir al alumnado, mostrar su utilidad para la vida cotidiana y promover el desarrollo de todas las competencias básicas. 11
  11. 11. . . . . . . . . . . . El trabajo experimental y desarrollo de competencias básicas En muchas ocasiones nos encontramos que el alumnado sabe decir los conocimientos científicos pero no los sabe aplicar. Al respecto, Cortel (1999) indica que «saber y no saber aplicar es no saber». Así se va abriendo paso la idea de competencia como la capacidad de ejecutar una tarea en diferentes contextos. La Organización para la Cooperación y Desarrollo Económico (OCDE) define, en el documento DeSeCo (Definition and Selection of Competencies [OCDE, 2002]), la competencia como: «La capacidad de responder a demandas complejas y llevar a cabo tareas diversas de forma adecuada. Supone una combinación de habilidades prácticas, conocimientos, motivación, valores éticos, actitudes, emociones y otros componentes sociales y de comportamiento que se movilizan conjuntamente para lograr una acción eficaz». Como destaca Pedrinaci (2012), «el concepto de competencia conecta claramente con el aprendizaje significativo». Ahora bien, es la perspectiva del desarrollo de las competencias básicas la que sitúa la funcionalidad del aprendizaje como objetivo central del proceso de enseñanza-aprendizaje. En la enseñanza-aprendizaje de la química, el trabajo experimental juega un papel fundamental en el desarrollo de competencias y en el aprendizaje de la ciencia. Propicia el aprendizaje de los métodos y procedimientos científicos para resolver situaciones problemáticas, trabajando en grupo o de forma individual, ya que brinda al alumnado la oportunidad de que: Reflexione. Busque información. Elabore explicaciones. Explore. Estime y mida. Piense en función de modelos. Compare sus ideas con las aportadas por las experiencias. Trabaje en equipo. Elabore conclusiones. Comunique resultados. Tome decisiones, etc. La actividad experimental involucra el trabajo sobre conceptos, procedimientos, valores, actitudes y aptitudes. Desarrolla los componentes de las competencias básicas, que se movilizan y se evidencian dentro de un contexto. La actividad experimental contribuye de manera significativa al logro de las 12
  12. 12. . competencias básicas tal y como se concreta en el cuadro 1. Cuadro 1. Actividad experimental y competencias básicas Competencia en cultura científica, tecnológica y de la salud La actividad experimental contribuye al desarrollo de las cuatro dimensiones en las que se puede estructurar la competencia en cultura científica, tecnológica y de la salud: Comprensión del conocimiento científico Contribuye de manera significativa ya que permite: Relacionar conceptos científicos con los comportamientos y propiedades de los sistemas materiales. 13
  13. 13. . . . . . . . . . . . . . . . Clasificar y ordenar la diversidad de la materia y sus cambios a partir de sus características y propiedades. Identificar hechos, datos y procedimientos científicos. Reconocer y utilizar términos científicos, símbolos, unidades de magnitudes, escalas. Explicación de la realidad natural Ayuda a: Explicar procesos, identificando las relaciones de causa-efecto. Predecir el comportamiento de un sistema a partir de un modelo. Obtener conclusiones de forma razonada a partir de un modelo o teoría. Reconocimiento de los rasgos claves de la investigación científica Desarrolla los rasgos claves de la investigación científica al: Conocer, valorar y mostrar conductas relacionadas con la actividad científica (actitud reflexiva ante los fenómenos científicos y los productos tecnológicos, orden, rigor y cuidado en el trabajo...) que orientan el trabajo de la comunidad científica (cooperación en las actividades científicas que desarrolla con las demás compañeras y compañeros). Resolver problemas tanto cualitativos como cuantitativos, utilizando las habilidades propias del razonamiento científico. Realizar pequeñas investigaciones de documentación y experimentales, respetando las normas de seguridad habituales en los laboratorios. Utilización de los conocimientos científicos en la toma de decisiones Ayuda en la toma de decisiones al: Analizar los desarrollos y aplicaciones tecnológicas más relevantes de nuestra sociedad. Valorar críticamente las aportaciones de la ciencia y la tecnología al desarrollo humano y al desarrollo sostenible. Competencia matemática La resolución de problemas científicos necesita utilizar estrategias matemáticas y lenguaje matemático en: Cuantificar los fenómenos naturales. Establecer correlaciones. Analizar causas y consecuencias. Expresar datos e ideas. Competencia en el tratamiento de la información y 14
  14. 14. . . . . . . . . . . . . . . . competencia digital Cuando se realiza un trabajo experimental existen formas específicas para: Buscar. Recoger. Seleccionar. Procesar. Presentar la información en diferentes contextos: verbal, numérico, simbólico, gráfico. En este proceso las TIC tienen un papel fundamental y deben utilizarse. Competencia social y ciudadana Se agrupan aquí aquellos aspectos referidos al desempeño social del alumno o alumna, vinculados con su actitud asociada al trabajo científico, así como aquellas que tienen que ver con su forma de actuar en un grupo de trabajo. Con la actividad experimental se promueve: El tratamiento de problemas de interés. La puesta en relación de las cuestiones tratadas con situaciones cotidianas personales, sociales o globales. El trabajo cooperativo. La toma de decisiones colectivas, de manera fundamentada. La integración social. Competencia en comunicación lingüística La comunicación, tanto oral como escrita, es una parte muy importante de la actividad experimental. El lenguaje es fundamental como instrumento para construir las ideas científicas. La adquisición de la terminología científica nos permite: Comprender las experiencias realizadas por otros. Describir e interpretar fenómenos naturales. Formular hipótesis. Comunicar nuestras ideas y experiencias. Construir una argumentación. Competencia para aprender a aprender La actividad experimental contribuye al desarrollo de esta competencia por su método de exploración y tratamiento de situaciones problemáticas, ya que se trabajan: 15
  15. 15. . . . . . . . . . . . . . Los procedimientos ligados al trabajo científico. Las actitudes científicas. La integración de los conocimientos de forma coherente. La regulación de los procesos mentales. La toma de decisiones personales razonadas. Competencia de autonomía e iniciativa personal El trabajo experimental favorece la reflexión crítica sobre la realidad puesto que el alumnado: Se enfrenta a problemas. Participa en la elaboración de soluciones. Desarrolla la capacidad de análisis. Adquiere actitudes relacionadas con el desarrollo de la iniciativa personal: responsabilidad, perseverancia, autocrítica... Competencia en cultura humanística y artística En la actividad experimental se ponen en juego: Un modo de pensar, reflexionar, etc. Un conjunto de valores y actitudes. Un modo de acercarse a los problemas. La imaginación y la creatividad. Las competencias básicas no son independientes unas de otras, sino que están entrelazadas. Algunos elementos de ellas se complementan y se entrecruzan, y el desarrollo y utilización de cada una de ellas requiere a su vez de las demás. No hay competencia sin un contexto, lo que nos lleva a hablar de la dimensión contextual y aplicada de la química. Dimensión contextual y aplicada de la química Las competencias no pueden entenderse al margen del contexto particular donde se ponen en juego. Pensamos que la dimensión contextual y aplicada de la enseñanza de la química, en consonancia con los enfoques ciencia, tecnología, sociedad y ambiente (CTSA), es quizás la que mejor nos permite conectar con los intereses y expectativas de las alumnas y alumnos de la enseñanza obligatoria. Cuando enseñamos ciencia en un contexto alejado de nuestra realidad cotidiana, 16
  16. 16. . . . . . . muchos estudiantes pierden interés. Y si no contamos con esa motivación, todo el esfuerzo y la preparación del profesor serán en vano. Es crucial, por tanto, destacar la importancia de la química y su papel en la vida de los estudiantes. Nuestros estudiantes también necesitan evidencias que muestren el alcance real y las limitaciones de la ciencia y de los científicos. Sin motivación no hay aprendizaje. Es fundamental explicarles que la química forma parte de nuestro entorno, de nuestra vida cotidiana, de nuestro cuerpo; nos explica los fenómenos que ocurren a nuestro alrededor y nos ayuda a aprovecharlos en nuestro beneficio. La química está presente en todas partes y en todas las actividades humanas, y precisamente por ese motivo hay muchos temas de interés para la vida cotidiana que pueden ser utilizados en el proceso de enseñanza-aprendizaje de esta materia. Por eso el conjunto de prácticas que se presentan en este trabajo se han contextualizando relacionándose con situaciones de la vida real. Ejemplos muy sencillos de esto son algunas de las prácticas que aquí presentamos: limpieza de la plata, fabricación de pasta de dientes y de pegamento casero, heladera tradicional, iluminación prehistórica, antiácidos, procesos de ósmosis naturales, etc. Se trata, por tanto, de potenciar el carácter funcional de lo que enseñamos para despertar el interés del alumnado. ¿Qué ofrece este libro? En este libro aportamos un conjunto de experimentos de química básica para su uso en la enseñanza secundaria, la mayoría relacionados con el entorno cotidiano del alumnado. Son experimentos que a lo largo de estos años hemos recopilado, adecuado y puesto en práctica con nuestras alumnas y alumnos, así como compartido con diferentes profesores en distintos cursos de formación en nuestra comunidad. Todas las experiencias incluidas funcionan. Aprovechando la presencia de la química en nuestras vidas, los trabajos experimentales que se presentan en este libro se agrupan en los siguientes bloques de contenidos: Química en el hogar. Química y color. Química y luz. Química y calor. Química y polímeros. Química y salud. Cada trabajo experimental se rige por la misma estructura, que contiene los 17
  17. 17. . . . . . . . . . . . siguientes apartados: «Te proponemos». «Usaremos». «Experimentemos». «Intentemos explicarlo». En cada bloque se presenta una colección de situaciones problemáticas de la vida real o preguntas relacionadas con la vida diaria para afianzar en el alumnado el vínculo del conocimiento cotidiano con el conocimiento científico. Todas las actividades prácticas que se presentan son susceptibles, introduciendo unas pequeñas modificaciones, de transformarse en pequeñas investigaciones. Se trata de transformar el trabajo en el laboratorio en minisecuencias o en trabajos más complejos de investigación por parte del alumnado. Por ejemplo, la actividad titulada Tinta de limón fácilmente se convertiría en un pequeño trabajo de investigación planteando una pregunta abierta tal como la siguiente: «¿Cómo podrías leer un mensaje secreto?». En su resolución el alumnado tendría que abordar los siguientes apartados: Definición del problema. Tratará de acotar el problema, identificar el marco teórico que le corresponde, formular hipótesis, ver cuáles son las variables que intervienen, etc. Diseño de la investigación. Es el momento de que se plantee preguntas del tipo: ¿Se debe controlar alguna variable? ¿Qué necesito? ¿Cómo lo haré? Realización. En este paso llevará a cabo el montaje del dispositivo previsto, la toma y recogida de datos, el tratamiento de datos. Análisis de resultados. Debe interpretar el resultado obtenido y compararlo con la o las hipótesis iniciales. Comunicación. Para concluir presentará sus resultados mediante un informe o una comunicación oral utilizando los recursos de las TIC. Se trata de investigaciones para resolver problemas prácticos. Como indica Caamaño (2012) «son investigaciones que plantean problemas de interés en el contexto de la vida cotidiana. Estas investigaciones no van dirigidas especialmente a la obtención de conocimiento teórico y pueden relacionarse más fácilmente con aspectos de ciencia, tecnología y sociedad (CTS) del currículo». Otros ejemplos de investigaciones para resolver problemas de este tipo serían: En la experiencia ¿Dónde está el agua? se puede investigar: «¿Qué pañal absorbe más?» o también «¿Cuál sería la máxima absorción de un determinado pañal?». En la experiencia El fumador de laboratorio puede plantearse como investigación: «¿Qué cigarrillos contienen más nicotina, los rubios o los 18
  18. 18. . negros?». En la experiencia Desayuno rico en hierro se puede investigar: «Dados unos cereales de diferentes marcas comerciales, ¿cuál de ellos contiene mayor contenido de hierro?». Y así sucesivamente con las diferentes experiencias que se recogen en este libro. Recursos necesarios La realización de las actividades que se presentan en este libro, requiere la utilización de materiales y recursos diversos ligados con su entorno cotidiano, pero siempre muy sencillos y comunes. En la medida de lo posible se ha intentado utilizar en el laboratorio sustancias habituales como sal común, azúcar, vinagre, jamón york, harina, leche, productos de limpieza, desinfectantes, etc. En otras ocasiones son necesarios productos químicos y materiales más específicos, pero en la mayoría de los casos están al alcance de un centro de enseñanza secundaria mínimamente dotado. 19
  19. 19. Bloque I Química en el hogar 20
  20. 20. 21
  21. 21. 22
  22. 22. 1. 2. 3. 4. 5. Presentación El hogar es uno de los lugares en donde más se manifiesta la presencia de la química en nuestra vida, pues en él se hallan una gran cantidad de elementos y compuestos químicos que son resultado de la investigación y el desarrollo de esta ciencia. Desde el momento en que nos levantamos, la química forma parte de nuestra rutina diaria. Por la mañana nos despierta un reloj encerrado en una caja de plástico o de metal y nos vestimos con fibras sintéticas. A continuación entramos en el baño, donde también encontramos sustancias químicas en el jabón, la pasta de dientes, el champú, etc. Cuando entramos en la cocina, nos encontramos con más química todavía: preparamos un batido de chocolate, ponemos las legumbres a remojo, preparamos un granizado, freímos un huevo, limpiamos los objetos, utilizamos detergentes y descalcificadores del agua, etc. No podemos olvidar que los recipientes y utensilios no existirían sin «química»: sartenes de teflón, tupperware de plástico, papel de aluminio… En cualquier rincón de nuestro hogar la química nos rodea. En este capítulo se proponen una serie de experiencias que ponen de manifiesto la implicación de la química en el hogar y a través de las cuales se trabajan los siguientes contenidos científicos: estados de agregación, cambios de estado, estructura atómica, enlace químico, tensión superficial, densidad, membrana celular, permeabilidad, ósmosis, presión, concentración, disoluciones y reacciones químicas (combustión, ácidobase y redox). La química nos proporciona cocimientos y estrategias que resultan muy útiles para resolver numerosas cuestiones que se nos plantean a diario. Además, el planteamiento de situaciones problemáticas experimentales pone a prueba nuestra imaginación y creatividad, a la vez que ayuda a la reflexión crítica. Situaciones problemáticas Algunas de las situaciones problemáticas que podemos plantear relacionadas con las actividades experimentales de este capítulo son las siguientes: Cuando regamos una planta sabemos que no debemos hacerlo con agua salada. ¿Por qué? Cuando ponemos anchoas frescas en salmuera, disolución concentrada de cloruro de sodio en agua, y las dejamos varios días, ¿qué le pasa a su tamaño, aumenta o disminuye? ¿Aqué es debido? Los náufragos, a pesar de estar rodeados de agua de mar no deben beberla para paliar la sed. ¿Por qué? ¿Qué les ocurrirá? Observa los charcos de agua de lluvia que se forman en calles por las que pasan muchos coches, seguro que verás en ellos finas capas de aceite flotando. ¿Cómo lo explicas? ¿Cómo se puede saber si un huevo es fresco o no? 23
  23. 23. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15. 16. 17. 18. 19. 20. 21. 22. ¿Cómo detectar si hemos dejado nuestras huellas dactilares en algún objeto? ¿Cómo podríamos inflar un globo sin soplar? ¿Cómo podríamos hacer una pila eléctrica en casa? En el pueblo de mis tíos había un pescadero un poco «listillo» que metía las ostras a remojo en agua potable antes de ponerlas a la venta. ¿Por qué crees que lo hacía? ¿Cuál era el resultado de tal «jugarreta»? El abuelo de mi amiga cosecha cerezas y todos los años, cuando los árboles ya tienen fruto, empieza a preocuparse y mirar constantemente al cielo esperando que no llueva demasiado para que no se le estropeen. Hace dos años llovió de manera intermitente durante varios días y se agrietaron la mayoría de las cerezas. ¿Qué crees que ocurrió? Una vez agrietadas las cerezas hay que cogerlas y comerlas al momento porque si no se estropean. ¿Cómo podríamos retardar un poco la oxidación de las cerezas agrietadas? ¿Por qué los peces de agua salada no sobreviven en agua dulce? ¿Qué ocurriría si por un error una inyección intravenosa no fuera isotónica con el suero sanguíneo? Cuando vuestras madres ponen los garbanzos a remojo, ¿qué se observa pasadas unas horas? ¿Yqué les pasa a los pepinillos al meterlos en vinagre? ¿Cómo puedes explicarlo? ¿Qué le ocurre a un ambientador en forma de pastilla cuando lo dejamos, por ejemplo, en el coche? ¿Qué proceso tiene lugar? Todos recordaréis diversas catástrofes que han tenido lugar en nuestros mares cuando un barco que transportaba crudo ha sufrido un accidente y ha vertido petróleo al mar. ¿Qué es lo que ocurre con las manchas de petróleo que aparecen en el mar? ¿Las personas flotamos en todos los mares por igual? ¿Por qué? Cuentan los alpinistas que el té que se preparan cuando hacen cumbre no sabe tan bien. ¿Aqué crees que puede ser debido? El azúcar es un conservante natural porque en las conservas con azúcar los microorganismos no se reproducen o lo hacen a una velocidad muy baja. ¿Aqué crees que se debe este hecho? ¿Sería fácil cocer un huevo en la cima del Everest? ¿Por qué? ¿Cómo crees que funcionan los extintores de anhídrido carbónico? Aveces en los armarios de nuestras abuelas encontramos bolitas de naftalina con el fin de proteger la ropa de las polillas. ¿Qué proceso sufre la naftalina para cumplir su cometido? 24
  24. 24. 25
  25. 25. E . 1. . . . . . Huellas dactilares Te proponemos… Visualizar fácilmente nuestras huellas digitales impresas en papel o dejadas en una superficie plástica. Usaremos… Materiales Un mechero Bunsen, cerillas y butano o placa calefactora. Una cápsula de porcelana. Un papel de filtro. Una hoja de plástico fuerte. Reactivos Yodo sólido. Polvo de grafito o carbón activo. Experimentemos… Huellas en papel Después de aplicarnos un poco de crema hidratante en las manos, marcamos la 26
  26. 26. 2. 3. 1. 2. 3. huella de uno de nuestros dedos en el papel de filtro. Echamos una pequeña cantidad de yodo sólido en la cápsula y calentamos hasta la sublimación. Cuando observemos que del yodo emanan unos vapores violetas la retiramos de la fuente de calor. Seguidamente colocamos el papel –por el lado de la huella– sobre esos vapores. Entonces… poco a poco… Describe lo que ves. Huellas en plástico Nos aplicamos un poco de crema en las manos y a continuación imprimimos nuestra huella sobre la superficie de plástico. Para visualizarlas, si la superficie es clara espolvorearemos con un poco de polvo de grafito o carbón activo. Si la superficie es oscura utilizaremos polvos de talco. Damos vuelta a la hoja y con suavidad le damos unos pequeños golpes para que caiga el polvo sobrante. Intentemos explicarlo… El yodo es un elemento químico que sublima fácilmente al ser calentado y origina vapores de color violeta muy característicos. Estos vapores, al ponerse en contacto con el papel en el que están los restos dejados por nuestro dedo, sufren el proceso de sublimación inversa y el yodo queda «atrapado», haciendo visible nuestra huella dactilar. Los vapores de yodo son irritantes, así que conviene realizar la experiencia manteniendo el laboratorio bien ventilado para evitar una inhalación excesiva. Además, no conviene tocarlo puesto que deja manchas amarillas en la piel. Para la experiencia de las huellas en el plástico el polvo de grafito lo podemos conseguir frotando una mina de lápiz sobre la cara interna de unas tijeras, hasta conseguir una pequeña cantidad de polvo negro. 27
  27. 27. 28
  28. 28. E . . . . . . . . . . Un hilo resistente Te proponemos… Observar cómo pueden alterarse las fuerzas de unión entre las partículas. Usaremos… Materiales Un vaso de precipitados. Dos (o un) trozos de hilo. Dos (o un) soportes metálicos. Dos (o una) pinzas metálicas para soporte. Dos (o una) nueces dobles. Dos o más clips. Cerillas. Baldosas. Reactivos Cloruro de sodio. Agua. 29
  29. 29. 1. 2. 3. 4. 5. Experimentemos… Ponemos agua en el vaso de precipitados, unos 50-100 ml, y añadimos cloruro de sodio hasta comprobar que, a pesar de remover continuamente, éste permanece en estado sólido sin disolver en el fondo del vaso. Cortamos dos trozos de hilo de unos 12-15 cm de largo y sumergimos uno de ellos en el vaso de precipitados donde hemos disuelto el cloruro de sodio. Después de haberse empapado bien en la mezcla anterior lo ponemos a secar. Una vez seco el hilo anterior realizamos el montaje de la figura, colocando en un soporte el hilo normal y en el otro el impregnado de cloruro de sodio. Suspendemos de cada uno de ellos uno o dos clips. Prendemos fuego a ambos hilos por un punto próximo a los clips suspendidos. ¡Cuidado! Prended fuego primero a un hilo y, una vez apagado éste, al otro. Observad lo que ocurre y describidlo. Podéis probar preparando más hilos empapados en la mezcla de cloruro de sodio y agua y colgando una cadena de clips cada vez más larga. Intentemos explicarlo… Cuando un cuerpo se quema pierde las propiedades que inicialmente tenía y se transforma en ceniza sin consistencia, de forma que la fuerza de cohesión que mantiene unidas las partículas de ceniza es muy pequeña. En nuestra experiencia, al quemar el hilo normal éste se transforma en polvo de ceniza sin capacidad para sostener ningún peso, de ahí la caída del clip. En cambio, el hilo impregnado de cloruro de sodio se quema realmente haciéndose ceniza, pero la cadena de cloruro de sodio (no combustible) presente en el hilo es la que mantiene ligadas las partículas de ceniza, impidiendo la 30
  30. 30. . . rotura y haciendo posible seguir soportando algún peso pequeño. Efectivamente, el cloruro de sodio es un compuesto iónico y en estos compuestos la fuerza de atracción entre los iones es tan fuerte que éstos siguen ocupando sus posiciones en la red cristalina incluso a centenares de grados centígrados. Se necesitan temperaturas muy altas para vencer esas fuerzas de atracción. Aunque el fuego que se produce al arder el hilo es muy pequeño hay que actuar con precaución: Una vez caído el clip sobre la base metálica del soporte hay que soplar para apagar rápidamente el fuego del hilo que queda colgado así como del trozo de hilo que cae. Si creemos que la base del soporte puede dar problemas al caer el hilo ardiendo siempre podemos colocar encima de ella una baldosa. 31
  31. 31. 32
  32. 32. E . 1. . . . . Sorprendente harina de maíz Te proponemos… Estudiar las propiedades sorprendentes de algo tan corriente como una papilla hecha con harina de maíz. Usaremos… Materiales Un vaso. Una cuchara. Un plato. Reactivos Agua. Harina de maíz (maicena). Experimentemos… En un vaso echamos 2 o 3 cucharadas de harina de maíz. Añadimos lentamente un poco de agua, a la vez que removemos con la cuchara. Movemos la cuchara muy despacio para conseguir que se mezclen y añadimos más agua hasta 33
  33. 33. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. conseguir una papilla no demasiado espesa. Intenta moverla despacio y deprisa, y anota lo que observas. Pásala a otro vaso y describe cómo cae. V olcamos un poco de la papilla en una mano, ¿qué ocurre? Intenta amasarla sin que se te caiga, ¿puedes hacer una bola casi sólida? Echamos la papilla en un plato y metemos una mano, movemos los dedos y observamos su comportamiento. Descríbelo. Trata de sacar ahora muy rápido la mano, ¿qué pasa? Echa la papilla sobre la mesa. ¿Se ven charcos? Trata de unirla y remuévela rápidamente. ¿Puedes llegar a cogerla como si se tratase de una pelota? ¿Qué ocurre si dejas de moverla? Intentemos explicarlo… Existen ciertos materiales que tienen comportamientos algo extraños debidos a la composición química y estructura de las moléculas que los forman o al tipo de interacción de éstas con el disolvente cuando se encuentran en disolución o suspensión. Este comportamiento poco común hace que este tipo de líquidos se puedan incluir dentro de los fluidos «no newtonianos» y dentro de éstos en los llamados fluidos dilatantes. Un fluido no newtoniano es aquél cuya viscosidad varía en función de la tensión que se le aplica, es decir, no tiene un valor de viscosidad definido y constante. Dentro de estos, llamamos fluidos dilatantes a las suspensiones en las que se produce un aumento de la viscosidad con la velocidad de deformación. Obviamente este comportamiento tiene una explicación a nivel molecular: la maicena, que produce geles con mucha facilidad, es una macromolécula con muchos grupos hidroxilo y probablemente la aparición de una fuerza externa produzca un ordenamiento con aumento de las fuerzas entre las moléculas (fuerzas intermoleculares), lo que conlleve a un aumento de la viscosidad. De esta forma, estas moléculas se «desenredan» a medida que fluyen, al disminuir las fuerzas de atracción entre ellas. Un sistema con propiedades comparables son las llamadas «arenas movedizas»: Se trata de una mezcla de arena y agua en la que pueden quedar atrapados animales o personas desprevenidas. También en este caso un movimiento brusco hace que la mezcla se vuelva más rígida, dificultando o imposibilitando los movimientos. Otro fluido no newtoniano que encontramos en la cocina es el kétchup: es habitual que al volcar el recipiente de kétchup el contenido no salga, no se vierta. Es necesario agitar fuertemente para que el contenido se vierta con facilidad. Lo que ocurre es que la viscosidad del fluido disminuye al agitarlo, promoviendo el movimiento de las moléculas entre sí. Tras algunos minutos la viscosidad vuelve a aumentar. Ese comportamiento es típico de los llamados fluidos tixotrópicos (con un patrón de comportamiento que no sólo depende del esfuerzo o tasa de corte, sino también del tiempo) y tiene considerable 34
  34. 34. . . . . . . importancia en algunos productos industriales como las pinturas. En efecto, al pintar con pincel, por ejemplo, se promueve el movimiento de las moléculas entre sí, la viscosidad disminuye y la pintura se extiende fácilmente. Pero la viscosidad debe aumentar rápidamente después de pintar para evitar las «chorreaduras». Con harina normal no se produce todo lo que hemos podido observar con la papilla de harina de maíz: Cuesta mucho remover la mezcla. Cuando se intenta mover la cuchara se pone muy dura. Si se remueve despacio se comporta como un líquido cualquiera. Pero si se remueve más deprisa cuesta mucho más, el líquido se hace más viscoso y, según cómo se haya preparado la papilla, puede volverse casi sólido. Al pasarse a otro vaso no se consigue un chorro uniforme y vertical. Al echarla sobre la mano se comporta como cualquier líquido, se escapa y cae. Pero si ahora se tiene cuidado para que no se escape y se intenta amasarla deprisa entre las dos manos, se observa cómo se puede hacer una bola prácticamente sólida. Pero, en cuanto se deja de mover, fluye otra vez como cualquier líquido. Al meter la mano en el plato ésta se moja y se comporta como un líquido. Al intentar retirar la mano se queda pegada, y si se retira muy deprisa se puede llegar a mover el plato, pudiendo incluso salir éste despedido y romperse. Sobre una superficie muy lisa se forman charcos, que desaparecen cuando se empuja con la mano y los dedos. Si se sigue moviendo todo con rapidez, al cabo de un tiempo se puede llegar a cogerla con las manos y si se la sigue moviendo deprisa se llega a obtener una sustancia casi sólida, que se escapará entre los dedos al dejarla de nuevo en reposo. Si se introduce la papilla un tiempo breve en el microondas a baja potencia, se obtiene una «pelota» que bota con relativa elasticidad (aproximadamente en el bote pierde un 60% de la energía potencial inicial). 35
  35. 35. 36
  36. 36. E . . 1. 2. 3. . . . . ¿Qué forma tienen los líquidos? Te proponemos… Demostrar que la forma natural de todo líquido es la de una esfera. Usaremos… Materiales Un vaso o recipiente grande. Un vaso pequeño. Una jeringa. Reactivos Aceite. Alcohol. Agua. Experimentemos… Llenamos el vasito pequeño con aceite. Metemos el vaso pequeño lleno de aceite en otro vaso más grande. Echamos alcohol por las paredes del vaso grande ayudándonos de la jeringa. El 37
  37. 37. 4. alcohol deberá quedar unos centímetros por encima de la altura del vaso pequeño. A continuación añadimos agua por las paredes del vaso grande como lo hemos hecho con el alcohol. Y… ¿qué ocurre? Intentemos explicarlo… Estamos acostumbrados a pensar que los líquidos no tienen forma propia. Pero esto no es así. La forma natural de todo líquido es la de una esfera. Generalmente la gravedad impide que los líquidos tomen esta forma y por eso unas veces se extienden formando una capa delgada, como ocurre cuando se vierten fuera de las vasijas, o toman la forma de los recipientes que las contienen. Cuando se encuentran en el seno de otro líquido de la misma densidad, los líquidos, por el principio de Arquímedes, «pierden» su peso y se quedan como si no pesaran nada, es decir, como si la gravedad no influyera sobre ellos y adoptan entonces su forma natural esférica. El aceite es más denso que el alcohol y por lo tanto va al fondo. Al añadir agua al alcohol la mezcla agua/alcohol va aumentando de densidad; la superficie de aceite del vaso pequeño se irá haciendo cada vez más convexa y cuando la mezcla logra densidad igual a la del aceite, el aceite se desprende del vaso y forma una gran gota esférica, que no sube a la superficie ni baja al fondo, sino que permanece inmóvil como si estuviera suspendida. El experimento debe hacerse con calma y precaución, porque de lo contrario puede no obtenerse una gota grande, sino varias más pequeñas. Pero, incluso si ocurre así, el experimento no deja de ser interesante. Se puede hacer también usando un pulverizador en lugar de la jeringa para llenar el vaso grande. En lugar de vasos se pueden utilizar vasos de precipitados pero al tener la boca en pico la esfera sale un poco deformada. Por otro lado, los vasos deben estar perfectamente limpios y no conviene que entre agua ni alcohol en el aceite. 38
  38. 38. 39
  39. 39. E . 1. 2. . . . . . ¿Flotará o no flotará? Te proponemos… Observar la flotación del hielo en agua y aceite. Usaremos… Materiales Vasos altos. Una cubitera. Tapones de corcho. Reactivos Agua. Aceite. Colorante. Experimentemos… Sacamos del congelador la cubitera de hielo en la que previamente hemos puesto un poco de agua con colorante y en la mitad de los compartimentos de la cubitera hemos colocado tapones de corcho. Llenamos dos vasos con aceite y dos con agua. Tratamos de predecir lo que 40
  40. 40. 3. 4. ocurrirá en cada uno de los líquidos al añadirles cubitos de hielo o cubitos de hielo-corcho. Añádelos y observa lo que ocurre transcurridos unos minutos. Descríbelo y trata de dar una explicación a lo que ocurre. Intentemos explicarlo… El hielo flota en el agua, ya que tiene menor densidad que ésta, pero no en el aceite. La presencia del tapón de corcho en el interior del cubito de hielo hace disminuir la densidad y garantiza que el cubito hielo-corcho flote también en el aceite. Pasados unos minutos el hielo de los cubitos empieza a fundirse y el agua líquida coloreada provoca la coloración de toda el agua del vaso. En el caso del aceite, al ser el agua más densa que el aceite, cae al fondo del vaso en forma de bolitas de colores. 41
  41. 41. 42
  42. 42. E 1. 2. 3. . . . . . . Moneda flotante Te proponemos… Estudiar una de las propiedades menos conocidas del agua: la tensión superficial. Usaremos… Materiales Un cristalizador. Diversos objetos (monedas de aluminio, clips, agujas y alfileres). Trocitos de papel. Unas pinzas metálicas. Reactivos Agua. Un tensoactivo (detergente o alcohol). Experimentemos… Llenamos el cristalizador hasta la mitad con agua. Cortamos pequeños trozos de papel y depositamos sobre ellos la moneda o el clip. Colocamos el papel con el objeto con mucho cuidado sobre la superficie del 43
  43. 43. 4. 5. 6. agua. Observamos cómo el papel se empapa a la vez que lo vamos retirando con mucho cuidado ayudándonos de las pinzas metálicas. ¿Qué le ocurre a la moneda de aluminio o a la aguja? Repetimos ahora colocando dos objetos. ¿Qué ocurre? Si añadimos unas gotas de un tensoactivo (etanol o detergente), ¿qué ocurre? Intentemos explicarlo… El experimento pone de manifiesto una propiedad característica de los líquidos que en el agua es especialmente interesante: la tensión superficial. Físicamente, la tensión superficial se debe a que, en general, en los líquidos cada molécula es atraída por todas las moléculas próximas en todas direcciones y con la misma intensidad. Sin embargo, en las moléculas de la superficie, al no tener otras por encima que las atraigan, aparece una resultante dirigida hacia abajo que tiende a llevar la molécula hacia el interior del líquido, reduciendo al mínimo esta superficie. El resultado es que el líquido aparece como si estuviera envuelto en una membrana elástica, la tensión superficial. Consecuencia de ella es la resistencia de los líquidos a la rotura de la superficie. Así las monedas y agujas se depositan sobre la superficie. Se debe destacar que el objeto (moneda, clip, aguja, etc.) no flota, sino que está sobre la superficie, sin mojarse, igual que si se encontrara sobre una membrana. Si se ponen dos objetos estos tienden a juntarse. Si añadimos unas gotas de tensoactivo (etanol o detergente) observaremos cómo la moneda se hunde, ya que disminuye la tensión superficial. Esta explicación nos sirve también para explicar el hecho de que los pequeños insectos pueden caminar sobre el agua, porque su peso no es suficiente para penetrar en la superficie. 44
  44. 44. 45
  45. 45. E . . 1. 2. . . . . El vaso extintor Te proponemos… Profundizar en cuestiones como la importancia del oxígeno en la combustión, la presión atmosférica y en general la presión de los gases. Usaremos… Materiales Un plato hondo o un cristalizador. Tres matraces Erlenmeyer: uno de 500 ml, otro de 750 ml y otro de 1.000 ml. Cerillas. Reactivos Una vela. Agua. Un colorante (tinta…). Experimentemos… Llenamos el plato o el cristalizador con agua (unos 2 cm de profundidad). Añadimos al agua un colorante. 46
  46. 46. 3. 4. 5. 6. Encendemos la vela y la colocamos dentro del plato o cristalizador de manera que el agua no toque la llama. Colocamos el Erlenmeyer encima de la vela. ¿Qué ocurre? Descríbelo. Repite la experiencia con los otros dos matraces Erlenmeyer. ¿Qué observas? ¿Qué puntos en común y qué diferencias hay entre los tres casos? Razónalo. Intentemos explicarlo… Al encender la vela y colocar el Erlenmeyer encima, llega un momento en el que la vela se apaga por falta de oxígeno, el aire de dentro del recipiente empieza a enfriarse, el vapor de agua se condensa en las paredes del recipiente y disminuye la presión en el interior. Como la presión exterior (atmosférica) es mayor que la de dentro del recipiente, el aire exterior empuja al agua. El agua entra en el Erlenmeyer y asciende comprimiendo el aire del interior, reduciendo su volumen y aumentando la presión hasta que la presión del gas dentro del Erlenmeyer iguala la presión atmosférica. 47
  47. 47. 48
  48. 48. E . . . Competición: beber más rápido con dos pajitas Te proponemos… Observar los efectos de la diferencia de presión. Usaremos… Materiales Un vaso. Varias pajitas. Reactivos Agua. 49
  49. 49. Experimentemos… ¡Vamos a hacer una competición! Coge dos (o tres) pajitas para beber, introduce una dentro del agua en el vaso y mantén la otra (u otras dos) fuera del vaso. Intenta sorber el agua teniendo ambas pajitas introducidas en la boca. Ganará quién lo logré primero. Intentemos explicarlo… La justificación se basa en la diferencia de presión. Cuando se sorbe con una única pajita se produce una fuerte disminución de presión en el interior de la boca, por lo que la diferencia de presión entre el exterior (presión atmosférica) y la de la cavidad bucal impulsa el líquido hacia dentro. Cuando además hay una segunda pajita fuera del vaso no se produce disminución de presión en el interior de la boca porque ésta y la del exterior están igualadas. Al no existir diferencia de presión, el líquido no se impulsa hacia dentro. Es una práctica que sorprende a pesar de su sencillez. 50
  50. 50. 51
  51. 51. E 1. . . . Fideos de chocolate embrujados Te proponemos… Observar la capacidad de empuje que puede generar la liberación del gas disuelto en una bebida. Usaremos… Materiales Una probeta. Reactivos Una bebida con gas y transparente (gaseosa, tónica…). Fideos de chocolate. Experimentemos… Llenamos los dos tercios de una probeta con una bebida con gas y transparente 52
  52. 52. 2. 3. como, por ejemplo, la tónica o la gaseosa. Añadimos una cantidad de fideos de chocolate en la bebida y observamos qué ocurre al pasar unos segundos. Podemos ayudar a la realización del experimento moviendo suavemente la probeta. ¿Qué ocurre? Repite los pasos anteriores utilizando agua del grifo y observa la diferencia. ¿A qué crees que se debe? Intentemos explicarlo… Como el chocolate es más denso que la gaseosa, los trocitos se hunden. A medida que descienden los trocitos de chocolate se van rodeando por burbujas del gas disuelto en la gaseosa, de forma que llega un momento en el que la fuerza que ejercen las moléculas del gas en su movimiento hacia la superficie compensa el peso de los trocitos de chocolate y éstos ascienden a la superficie del líquido. Al llegar a la superficie se liberan las burbujas de gas y los trocitos vuelven a sumergirse, repitiéndose el proceso una y otra vez. Tal y como hemos indicado en el procedimiento, podemos ayudar a la realización de la experiencia agitando suavemente la probeta, ya que con dicho movimiento se favorece la liberación del gas y se observa el proceso de «bajada» y «subida» de los fideos de chocolate con más frecuencia y rapidez. La propuesta de realizar la experiencia con agua sirve a los alumnos y alumnas para observar que el chocolate es más denso que el agua, por lo que el motivo de ver a los fideos en la superficie del líquido no es debido a una «menor densidad del chocolate». 53
  53. 53. 54
  54. 54. E . . . . . La botella tragahuevos Te proponemos… Observar los efectos de la diferencia de presión entre el interior y el exterior de un recipiente. Usaremos… Materiales Un matraz de fondo redondo o Erlenmeyer de 100 ml. Un papel o algodón. Cerillas. Reactivos Un huevo cocido. Alcohol. Experimentemos… 55
  55. 55. 1. 2. 3. Quitamos la cáscara a un huevo duro y lo ponemos en el cuello de un matraz de fondo redondo o Erlenmeyer de manera que el huevo no entre del todo. Quitamos el huevo y echamos una bolita de papel de periódico ardiendo o introducimos un algodón empapado en alcohol que encendemos introduciendo una cerilla ardiendo. Rápidamente ponemos el huevo duro sobre la boca del matraz para taparlo. Esperamos unos segundos y observamos lo que ocurre. Intentemos explicarlo… Al introducir el papel o el trocito de algodón ardiendo, el aire que estaba dentro de la botella, al no estar encerrado, se escapa al exterior, para mantener así la presión constante en el interior. Cuando la boca del Erlenmeyer se tapa con el huevo, que posee una gran flexibilidad por estar cocido, la pequeña llama se apaga al disminuir la cantidad de oxígeno en el interior, con lo que la temperatura comienza a descender y disminuye la presión del aire (porque está contenido en un volumen constante). Como ahora la presión en el interior es menor que en el exterior, el aire empuja al huevo hacia dentro. Podríamos plantear si conseguiríamos introducir el huevo en el matraz calentando o enfriando el matraz. Sería interesante que los alumnos y alumnas propusieran cómo hacerlo y realizasen el experimento. Una vez el huevo está en el interior ¿cómo lo sacamos? Simplemente invirtiendo la situación: aumentamos la presión en el interior del Erlenmeyer para obligarlo a salir. Por supuesto, el huevo debe estar colocado en la boca del Erlenmeyer cuando aumente la presión en el interior, para ello podemos invertir el Erlenmeyer y sosteniéndolo así para que el huevo cubra toda la parte de la salida podemos recurrir a calentarlo con ayuda de un secador de pelo. También podemos aumentar la presión en el interior soplando hacia el interior del Erlenmeyer. Cuando dejamos de soplar, el aire tratará de salir nuevamente, pero como el huevo obstruye la salida, el aire expulsará el huevo. 56
  56. 56. 57
  57. 57. E . . . . . . Huevos sin cáscara Te proponemos… Quitar la cáscara a dos huevos, uno cocido y otro crudo mediante un proceso químico. Observar dos procesos de ósmosis a través de la membrana semipermeable que envuelve al huevo y se encuentra debajo de la cáscara. Usaremos… Materiales Dos vasos de precipitados. Reactivos Un huevo crudo. Un huevo cocido de tamaño parecido al anterior. Vinagre (disolución de ácido acético). Miel líquida. Alcohol. 58
  58. 58. 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Experimentemos… Colocamos el huevo crudo en un vaso de precipitados y lo cubrimos con vinagre. Hacemos lo mismo con el huevo cocido en otro vaso de precipitados. ¿Qué se observa? Descríbelo. Deberemos dejar los huevos sumergidos en vinagre durante un periodo de unos dos días; es conveniente en ese tiempo renovar el vinagre, ya que se suele observar una disminución en la aparición de burbujas, lo que indica que hace falta más reactivo (vinagre) para completar la reacción química. Pasado ese tiempo sacamos los huevos del vinagre y los lavamos, ¿qué les ha ocurrido a ambos? Comparamos ahora el tamaño actual de los huevos, ¿qué le ha ocurrido al huevo crudo? Observamos la consistencia gomosa que ha adquirido el huevo crudo y le damos unos botes sobre la mesa. Introducimos ahora el huevo crudo en un vaso de precipitados y lo cubrimos con la miel líquida. Lo dejamos sumergido en la miel unos dos días. Observamos qué le ha ocurrido a su tamaño. ¿Qué crees que ha pasado? Intentemos explicarlo… La composición de la cáscara de los huevos contiene aproximadamente un 94% de carbonato de calcio, por lo que al sumergir los huevos en vinagre (disolución de ácido acético), éste reacciona con el carbonato produciendo acetato de calcio (soluble en agua), agua y gas dióxido de carbono, lo que corresponde a la aparición de burbujas observadas. El aumento de tamaño del huevo crudo es debido al proceso de ósmosis que tiene lugar a través de su membrana semipermeable una vez ha desaparecido la cáscara. Debido a la diferencia de concentración de las dos disoluciones –la del vinagre y la del interior del huevo–, parte del agua del vinagre pasa al interior del huevo aumentando su tamaño. Después, al cubrirlo con la miel líquida (de concentración mayor que la del interior del huevo) el proceso de ósmosis se invierte y el agua ahora pasa del interior al exterior dando lugar a una disminución del volumen del huevo. Como la realización de esta experiencia no requiere material específico de laboratorio, es una práctica que también se puede realizar en casa. Podríamos realizar una experiencia parecida sumergiendo huesos de pollo en vinagre 59
  59. 59. durante un periodo de unos 20 días. La rigidez de los huesos se debe a una sal de calcio (el fosfato cálcico) que es insoluble en agua pero es atacada por el ácido acético, por lo que al sumergir los huesos en vinagre el ácido acético de éste reacciona con el fosfato de calcio produciendo acetato de calcio (soluble en agua) y como resultado los huesos pierden su rigidez y se vuelven flexibles. De forma simultánea a la inmersión de los huesos en vinagre se pueden sumergir otros en agua y observar cómo pasados los 20 días los huesos que han estado sumergidos en agua no han perdido su rigidez debido a la insolubilidad del fosfato de calcio. Para mejorar los resultados de la experiencia es conveniente elegir huesos alargados y renovar el vinagre aproximadamente cada dos días. 60
  60. 60. 61
  61. 61. E 1. . . . . El huevo llorón Te proponemos… Hacer salir parte de la clara del huevo aplicando el fenómeno de ósmosis. Usaremos… Materiales Un vaso. Una aguja de coser. Reactivos Un huevo crudo. Agua. Experimentemos… Ayudados por la aguja hacemos un orificio en la parte más «plana» del huevo, con cuidado de romper sólo la cáscara, no la membrana interior. Luego, con las manos ampliaremos un poco el agujero de manera que quede bien a la vista la 62
  62. 62. 2. 3. 4. membrana semipermeable que se encuentra debajo de la cáscara del huevo. En la parte opuesta del huevo haremos otro agujero; esta vez romperemos también la membrana. Introducimos el huevo en el interior del vaso apoyándolo por la parte del agujero que tiene sin perforar la membrana. Añadimos agua al vaso sin cubrir el huevo, esperamos y escribimos lo que observamos. Intentemos explicarlo… El agua atraviesa la membrana de la parte más «plana» (e inferior) debido al fenómeno de ósmosis. El agua entra en el interior del huevo porque su concentración es menor que la del interior del huevo. Debido al empuje del agua que entra en el interior del huevo la clara saldrá por el orificio superior dándonos la sensación de una lágrima que resbala por la cáscara exterior del huevo. 63
  63. 63. 64
  64. 64. E . . . Trucos para identificar huevos frescos Truco A. ¿Cuál es el huevo más fresco? Te proponemos… Identificar de entre dos huevos, uno fresco y otro pasado, el más fresco utilizando conceptos de densidad. Usaremos… Materiales Dos vasos de precipitados. Reactivos Dos huevos crudos, uno fresco y otro pasado. Agua. 65
  65. 65. 1. 2. 1. 2. . Experimentemos… Ponemos agua en los vasos de precipitados e introducimos los huevos en cada uno de ellos. ¿Qué observas? Descríbelo. Intentemos explicarlo… Cuanto más fresco sea el huevo más pequeña será la cámara de aire de su interior, por lo que tendrá mayor densidad y se hundirá más fácilmente que el huevo pasado, el cual tendrá una mayor cámara de aire y flotará. Truco B. ¿Cuál es el huevo cocido? Te proponemos… Distinguir el huevo crudo del cocido. Usaremos… Reactivos Un huevo crudo y un huevo cocido. Experimentemos… Hacemos girar los huevos. ¿Qué observas? Descríbelo. Intentemos explicarlo… El huevo cocido es el que consigue girar porque tiene una distribución uniforme de la materia. El hueco crudo no puede girar uniformemente ya que las partículas tienen diferentes velocidades. 66
  66. 66. 67
  67. 67. E . . . . . . . . Inflar un globo con la ayuda de un huevo Te proponemos… Observar uno de los productos de la reacción entre el carbonato cálcico y el ácido clorhídrico. Demostrar que los gases ocupan volumen. Usaremos… Materiales Un matraz Erlenmeyer. Un globo. Una probeta. Reactivos Una cáscara de huevo. Ácido clorhídrico. Vinagre. 68
  68. 68. 1. 2. 3. Experimentemos… Ponemos la cáscara de huevo, a la que previamente le hemos quitado la membrana interna, en el interior del globo. Añadimos vinagre o ácido clorhídrico en el Erlenmeyer y, sin demorarnos, colocamos el globo en la boca de dicho Erlenmeyer, dejando caer las cáscaras en el interior del mismo. ¿Qué observas? Descríbelo. Intentemos explicarlo… El carbonato cálcico de la cáscara de huevo reacciona con el ácido acético del vinagre o con el ácido clorhídrico según la siguiente reacción: Aunque la presencia de dióxido de carbono se evidencia por la aparición de burbujas, el hecho de que el globo se llene nos confirma la aparición del gas. 69
  69. 69. 70
  70. 70. E . 1. 2. 3. . . . . Heladera tradicional Te proponemos… Observar cómo varía la temperatura de fusión del agua al añadirle sal. Usaremos… Materiales Dos vasos de precipitados. Una bandeja de corcho blanco. Una espátula. Reactivos Cubos de hielo. Sal común. Experimentemos… Ponemos en la bandeja un poco de agua, de manera que se formen dos pequeños charquitos separados, y sobre el agua los dos vasos. Ponemos en los vasos la misma cantidad de cubitos de hielo y añadimos a uno de los vasos un par de cucharadas de sal. Deja transcurrir un tiempo y observa lo que ocurre. 71
  71. 71. 4. 5. Espera una media hora y toca los dos vasos, ¿qué observas? Trata de levantar ambos vasos, ¿qué ocurre? Intentemos explicarlo… En la superficie de los cubitos hay una capa de agua líquida en equilibrio con el hielo. Al añadir sal, parte de ésta se disuelve en el líquido que rodea los cubitos formando una disolución saturada que rompe el equilibrio con el hielo. Para recuperar el equilibrio, la disolución tiende a diluirse y el hielo a enfriarse, lo que se logra fundiendo parte del hielo. Para ello extrae parte del calor necesario para fundirse de la disolución, que se enfría por debajo de los 0ºC. La temperatura de la disolución puede llegar a los 9ºC bajo cero. El agua que estaba debajo de dicho vaso se congela, la bandeja queda adherida al vaso y puede levantarse tirando de éste. Una importante aplicación práctica de este fenómeno es la adici