Propiedades sorprendentes: La papilla de maíz

En esta experiencia vamos a estudiar las propiedades sorprendentes que pueden tener algunos materiales, en este caso algo tan corriente como una papilla hecha con harina de maíz.
¡Atención! Trabajar con la papilla puede resultar un poco sucio

Material que vas a necesitar:

*Un vaso o una taza
*Una cucharilla
*Agua
*Harina de maíz (en España se vende con el nombre de "Maizena").

¿Qué debes hacer?

*En primer lugar vamos a preparar la papilla de harina de maíz.
*En un recipiente (vaso o taza) añade 2 ó 3 cucharadas colmadas de harina de maíz.
*Añade lentamente un poco de agua, a la vez que remueves con la cuchara. ¿Qué observas?
*Mueve muy despacio para conseguir que se mezclen y añade más agua hasta conseguir una papilla no demasiado espesa.

Las propiedades de la papilla de maíz

En primer lugar habrás observado que te costaba mucho remover la mezcla. Cuando intentabas moverla se ponía muy dura. Si remueves despacio se comporta como un líquido cualquiera. Pero si intentas remover más deprisa, cuesta mucho más, el líquido se hace más viscoso y, según cómo hayas preparado la papilla, puede hacerse casi sólido.

Vuelca un poco de la papilla en una mano. Verás que se comporta como cualquier líquido, se te escapa y cae. Pero si ahora tienes cuidado para que no se escape e intentas amasarlo deprisa entre las dos manos, verás como consigues hacer una bola prácticamente sólida. Pero, en cuanto dejas de moverla, fluye otra vez como cualquier líquido.
Pon ahora la papilla en un plato plano. Si metes la mano en el plato ves que te moja y se comporta como un líquido. Mueve los dedos y observa su comportamiento. Pero, ¿qué pasa si intentas retirar la mano muy deprisa? Observa que la mano se queda casi pegada al plato. Si la retiras muy deprisa puedes llegar a mover el plato. Ten cuidado no salga disparado y se rompa.
Si volcamos ahora la papilla sobre una superficie muy lisa vemos que se forman charcos. Intenta juntar los charcos empujando con la mano y los dedos. Sigue moviendo todo con rapidez. Al cabo de un tiempo puedes llegar a cogerlo con las manos. Si sigues moviéndolo deprisa tendrás una sustancia casi sólida, pero en cuanto dejas de mover se te escapa entre los dedos.
Son unas propiedades muy curiosas y sorprendentes: unas veces se comporta como un líquido y otras casi como un sólido. El problema que nos plantea es ¿por qué ocurre esto?

Autor: M.A. Gómez

Reacción de Combustión

En este experimento vamos a estudiar la combustión de una vela y vamos a ver cómo es necesaria la presencia de oxígeno para la combustión y cómo este oxígeno se consume en el proceso. Se trata de un experimento muy famoso que realizó Lavoisier en la segunda mitad del siglo XVIII.

Material que vas a necesitar:
*Un plato hondo
*Un vaso (preferiblemente estrecho)
*Una vela (en algunos sitios se conoce por candela)

¿Cómo realizamos el experimento?

*En primer lugar vas a colocar el plato encima de una mesa lleno con bastante agua. No ce falta que esté lleno hasta el borde.
*Dentro del agua coloca una vela que se mantenga derecha.
*Enciende la vela y observa cómo arde.
*Tapa todo el conjunto con el vaso y observa lo que ocurre.
*Verás como la vela poco a poco va dejando de arder hasta que se extingue la llama. A la vez observa cómo el nivel del agua va subiendo en el interior del vaso.

¿Por qué ocurre esto?

Cuando arde una vela tiene lugar una reacción de combustión. Lo que arde realmente no es la mecha que sale de ella, sino la cera o parafina de la que está hecha. Con el calor la parafina primero funde y luego se evapora. La parafina en forma gaseosa y en contacto con el oxígeno del aire experimenta una reacción química en la que se desprende mucha energía (en forma de calor y luz) el resultado es la llama. La reacción química que tiene lugar es:

parafina + O2 -------> CO2 + H2O

Observa que en la reacción intervienen dos sustancias de partida la parafina (inicialmente sólida) y el oxígeno contenido en el aire (un gas), son los reactivos. A partir de ellos se obtienen dos sustancias totalmente diferentes el dióxido de carbono (un gas) y agua (también en estado gaseoso), son los productos. Si te fijas bien, verás que en paredes del vaso se empañan, incluso se forman una gotitas de agua. Lo que está ocurriendo es que el vapor de agua, en contacto con las paredes frías, se condensa.

La pregunta ahora es: ¿por qué sube el nivel del agua en el interior del vaso?. Puedes intentar responderla tu mismo antes de leer la respuesta en el párrafo siguiente.
En la reacción se consume un gas, el oxígeno que forma parte del aire, pero se forma otro, el dióxido de carbono obtenido en toda combustión. Resulta que el volumen de dióxido de carbono producido es más pequeño que el volumen de oxígeno que se consume. El resultado es que en el interior del vaso el volumen de gas final es menor que el inicial. Eso hace que disminuya la presión en el interior y, por ello, sube el agua hasta que la presión interior es igual a la exterior.

Autor: M.A. Gómez

Volcán en erupción

Un volcán es una fisura en la corteza terrestre que está en contacto con una zona magmática y que bajo ciertas condiciones permite la salida de materias fluidas o sólidas a alta temperatura (lava). Existen dos tipos de lava; una más fluida y por lo tanto más destructiva y otra más viscosa de avance más lento. Por todos son conocidos los efectos devastadores de una erupción volcánica; pero también es un espectáculo majestuoso y francamente atrayente.

¿Qué nos hace falta?

*Botella de plástico de 33mL.
*Vinagre.
*Bicarbonato de sodio.
*Pimentón.
*Harina.
*Agua.

¿Qué vamos a hacer?

*Se llena la botella con agua hasta aproximadamente un tercio de su volumen y sobre ésta se adiciona vinagre hasta completar algo más de los dos tercios de dicha botella. Sobre esta disolución se echa una cucharada de pimentón que dará color rojo a la "lava". Ahora se coloca la botella en el interior del volcán; de tal modo que al tener lugar la reacción química la "lava" generada ascienda por el cuello de la botella y resbale por las paredes del volcán.
*Para que se produzca dicha reacción se añade por la boca del volcán un par de cucharadas de bicarbonato de sodio. Al entrar en contacto este sólido con el ácido acético contenido en el vinagre tiene lugar el siguiente proceso donde se genera dióxido de carbono (gas) que "empuja" la lava hacia el exterior:

Vinagre + Bicarbonato sódico ----> Dióxido de carbono + Agua + Acetato de sodio

Autor: Ana Isabel Bárcena Martín, Alicia Sánchez Soberón, Rafael Román Herrero, Antonio Sequeira Jiménez, Jesús Sánchez Soberón y Cristina Bárcena Martín.

El poder absorvente del pañal

El objetivo de la actividad es estudiar la extraordinaria capacidad de absorción de agua que tiene el polímero que sirve de relleno a los pañales de los bebés.

Los pañales de un sólo uso, van rellenos en su interior de un polímero, poliacrilato de sodio, que se caracteriza por su gran capacidad de absorción del agua. En algunas experiencias hemos llegado a conseguir que el polímero absorba 75 gramos de agua por cada gramo de polímero.
¿Cuánta agua crees que es capaz de absorber un pañal?

Material que vas a necesitar:

*Uno o más pañales (es preferible utilizar pañales pequeños ya que se manejan más fácilmente)
*Una lupa
*Una balanza de cocina

¿Qué vamos a hacer?

*Queremos calcular cuanto agua es capaz de absorber un pañal en relación a su propio peso. Y, para ello, vamos a seguir los siguientes pasos:
*En primer lugar vamos a pesar un pañal seco y limpio en una balanza de cocina. Anota la medida.

*A continuación vamos a ir añadiendo lentamente y con cuidado agua, de forma que el pañal vaya absorbiendo agua y aumentando de volumen.
*Llegará un momento en que la superficie del pañal estará muy tensa y será difícil que absorba más agua.
Ahora es cuando volveremos a pesar el pañal con la balanza. Anota el resultado.
¿Cuánto agua ha retenido el pañal? ¿Cuántos gramos de agua ha absorbido por cada gramo de pañal?

Sigue experimentando

*Ahora podemos ver cómo cambia la estructura del polímero absorbente cuando retiene el agua. *Para ello vamos a romper un pañal y vamos a extraer un poco de la sustancia absorbente.
*Pon la sustancia absorbente sobre un platito o una taza.
*Observa con una lupa su estructura fibrosa.
*Comienza a añadir agua y observa como va cambiando la estructura.

Autor: M.A. Gómez

Experimentos con gelatina ¿ Cómo diferenciar un coloide de una solución?

En los coloides, las partículas que los forman son mucho mayores que el tamaño de los átomos o de las moléculas, pero demasiado pequeñas para ser visibles. Su tamaño está comprendido entre 10-7 cm y 10-3 cm y existen débiles fuerzas de unión entre ellas. Los soles y los geles son coloides.

A mediados del siglo XIX, el ingles John Tyndall demostró que la dispersión de la luz en la atmósfera era causada por las partículas en suspensión en el aire. Este efecto lo utilizaremos para diferenciar, en el laboratorio una disolución de una dispersión coloidal. Cuando un rayo de luz que atraviesa un líquido con partículas en suspensión invisibles al ojo, es dispersado, estamos en presencia de un coloide. Si el rayo de luz no experimenta ninguna dispersión, el líquido es una disolución o una sustancia pura.

Material que vas a necesitar:

*Unas láminas de gelatina
*Un puntero laser

PRECAUCIÓN: Los punteros laser pueden ser peligrosos y no deben enfocar nunca hacia los ojos

Qué vamos a hacer?

*Toma un par de láminas de gelatina, córtalas a trozos pequeños y ponlas en un vaso lleno hasta la mitad con agua caliente. Agita suavemente con una cucharilla hasta que veas que queda un líquido de aspecto homogéneo y transparente.
*Deja el vaso en la nevera durante más o menos una hora. Cuando lo saques, el líquido se habrá solidificado en un gel coloidal.
*Dirige la luz de un puntero láser de manera que atraviese el coloide: podrás ver perfectamente el rayo de luz

Autor: Josep Corominas

Fabricando jabón

La obtención de jabón es una de las síntesis químicas mas antiguas. Fenicios, griegos y romanos ya usaban un tipo de jabón que obtenían hirviendo sebo de cabra con una pasta formada por cenizas de fuego de leña y agua (potasa).

Un jabón es una mezcla de sales de ácidos grasos de cadenas largas. Puede variar en su composición y en el método de su procesamiento:
Si se hace con aceite de oliva, es jabón de Castilla; se le puede agregar alcohol, para hacerlo transparente; se le pueden añadir perfumes, colorantes, etc.; sin embargo, químicamente, es siempre lo mismo y cumple su función en todos los casos.
A lo largo de los siglos se ha fabricado de forma artesanal, tratando las grasas, en caliente, con disoluciones de hidróxido de sodio o de potasio. Aún, hoy en día, se hace en casa a partir del aceite que sobra cuando se fríen los alimentos.
Si quieres hacer una pequeña cantidad de jabón sólo necesitas aceite usado, agua y sosa cáustica (hidróxido de sodio), producto que puede comprarse en las droguerías.

Material que vas a necesitar:

*Recipiente de barro, metal o cristal.
*Cuchara o palo de madera.
*aja de madera.
*250 mL de aceite.
*250 mL de agua.
*42 g de sosa cáustica.

PRECAUCIÓN: La sosa cáustica es muy corrosiva y debes evitar que entre en contacto con la ropa o con la piel. En caso de mancharte lávate inmediatamente con agua abundante y jabón.

¿Qué vamos a hacer?

*Echa en un recipiente, la sosa cáustica y añade el agua ¡mucho cuidado!, no toques en ningún momento con la mano la sosa cáustica, porque puede quemarte la piel! Al preparar esta disolución observarás que se desprende calor, este calor es necesario para que se produzca la reacción.
*Añade, poco a poco, el aceite removiendo continuamente, durante al menos una hora. Cuando aparezca una espesa pasta blanquecina habremos conseguido nuestro objetivo. Si quieres que el jabón salga más blanco puedes añadir un producto blanqueante, como un chorrito de añil; para que huela bien se puede añadir alguna esencia (limón, fresa).
*A veces ocurre que por mucho que removamos, la mezcla está siempre líquida, el jabón se ha “cortado”. No lo tires, pasa la mezcla a una cacerola y calienta en el fuego de la cocina. *Removiendo de nuevo aparecerá al fin el jabón.
*Echa la pasta obtenida en una caja de madera para que vaya escurriendo el líquido sobrante. Al cabo de uno o dos días puedes cortarlo en trozos con un cuchillo. Y ya está listo para usar:

NO OLVIDES: lavar las manos, el cabello, la ropa, los suelos, etc.
Observa que el jabón que hemos conseguido es muy suave al tacto, debido a que lleva glicerina que se obtiene como subproducto de la reacción.
Si quieres más cantidad puedes utilizar, por ejemplo, las siguientes proporciones: 3 Litros de aceite, 3 litros de agua, ½ kg de sosa cáustica.

Autor: A. Cañamero

Y me convertí en un bombero

Un extintor es un artilugio cuya función es apagar el fuego. En esta actividad vamos a construir uno empleando una sustancia tan cotidiana como el hidrógenotrioxocarbonato (IV) de sodio, vulgarmente conocido como bicarbonato sódico. Éste, ha sido ampliamente empleado como antiácido casero en lugar de las sales de frutas, almax, etc.

Los antiguos extintores constaban de dos recintos independientes que, con un movimiento brusco o invirtiéndolos, ponían en contacto las sustancias que albergaban. Estas, al mezclarse, provocan una reacción química que desprende dióxido de carbono que se libera en forma de spray y apaga el fuego.

¿Qué nos hace falta?

*Botella de plástico pequeña o un bidón de ciclista.
*Vinagre (disolución de ácido acético).
*Bicarbonato sódico.
*Pañuelos de papel.

¿Qué vamos a hacer?

*Una pequeña botella de agua que posee un agujero en el tapón, o en un bidón de ciclista, se llena hasta, aproximadamente, una sexta parte de su volumen con vinagre.
*En el interior de un "saquito" fabricado con un trozo de un pañuelo de papel, se coloca una cucharadita de bicarbonato sódico (5g) que se introduce rápidamente en la botella. La presencia del papel retrasa el contacto entre los dos reactivos lo suficiente como para poder cerrar la botella sin que comience la reacción.
*Se tapona el agujero durante unos segundos para que el gas generado (dióxido de carbono) salga a presión, extinguiendo el fuego.

Bicarbonato sódico + Vinagre ----> Acetato de sodio + Dióxido de carbono + Agua

*Los actuales extintores utilizan sustancias a presión y no bicarbonato y vinagre; ya que elevadas concentraciones de dicho gas en un lugar cerrado son peligrosas para el ser humano (muerte por asfixia).

Autor: Ana Isabel Bárcena, Alicia Sánchez Soberón, Antonio Sequeira Jiménez y Rafael Román Herrero

Tan fuerte como hercules

Por todos es sabido que Hércules, hijo de Zeus, era un mítico héroe griego que fue transformado en un dios. A él se le atribuyen las más variadas virtudes, entre ellas la fuerza.
Sabiendo que un hueso es cada uno de los órganos duros y resistentes cuyo conjunto forma el esqueleto de los vertebrados, ¿quién no se creería un Hércules si fuera capaz de doblar huesos con sólo dos dedos?

Desde el punto de vista de su composición, diremos que los huesos son ricos en sustancias minerales y especialmente en sales cálcicas. Éstas son las responsables de su dureza; de ahí que si somos capaces de encontrar una sustancia que "robe" los minerales del mismo, éste perdería firmeza transformándose en algo flexible.

¿Qué nos hace falta?

*Huesos de pollo cocidos y limpios.
*Vinagre

*Bote de cristal

¿Qué vamos a hacer?

*Toma el bote de cristal y llénalo de vinagre. En él introducirás el hueso de pollo lavado y seco, tapando posteriormente dicho bote.
*En esta situación se deja reposar el mismo durante una semana, tiempo en el que se cambiará el vinagre del interior del frasco al menos dos veces. Puedes observar que el olor antes de cambiarlo ya no es a vinagre, sino a algo diferente (al acetato de calcio generado en la reacción).
*Transcurridos los siete días se saca el hueso del bote y observarás que éste ha adquirido una consistencia gomosa, siendo fácil doblarlo con dos dedos. Este fenómeno se debe a una reacción química, en la que el ácido acético contenido en el vinagre forma junto con el calcio del hueso una sustancia nueva, el acetato de calcio. Este compuesto es soluble en agua, por lo que pasa al vinagre quedando el hueso empobrecido en calcio.

Autor: A. Sánchez Soberón, Ana I. Bárcena, A. Sequeira, R. Román, C. Bárcena y J. Sánchez Soberón

Este huevo no se come

Se podría definir un huevo como la célula de mayor tamaño que existe, o como, un alimento muy completo y bastante frecuente en nuestra gastronomía. Sin embargo, desde un punto de vista educativo es algo mucho más amplio y complejo. Se trata de un recurso didáctico interdisciplinar. Dicho alimento nos permite abordar conceptos de Biología, Física, Química, etc.
Un huevo de gallina consta de dos partes: la clara y la yema (parte nutritiva). Además su cáscara está formada por carbonato de calcio en un 94%.

¿Qué nos hace falta?

*Huevos crudos de gallina.
*Vinagre.
*Bote de cristal.
*Miel

¿Qué vamos a hacer?

*Se toma un huevo de gallina y se sumerge en un bote que contiene vinagre. Se tapa dicho frasco para evitar que el olor poco agradable, tanto del ácido acético que forma el vinagre como del acetato de calcio formado, salga al exterior.
*Tras un breve periodo de tiempo se observa la aparición de pequeñas burbujas que se deben a la generación de un gas; el dióxido de carbono.

Vinagre + Cáscara de huevo ------> Gas

Ácido acético + Carbonato de calcio ------> Dióxido de carbono + Agua + Acetato de calcio

*Poco a poco se va viendo cómo la cáscara se hace más fina hasta "desaparecer" en un tiempo aproximado de dos días; siendo en algunas ocasiones necesario renovar el vinagre. Estos cambios se deben a que el ácido acético que forma el vinagre, al reaccionar con el carbonato de calcio va desapareciendo; siendo necesario más reactivo (vinagre) para que el proceso continúe.
*Además de perder la cáscara, la membrana semipermeable que envuelve a la célula y está situada inmediatamente debajo de ella, adquiere consistencia gomosa. Esto permite que se puedan llegar a realizar pequeños botes con el huevo sin que se rompa.

Separación de sustancias : Decantación

La decantación es un método que se utiliza para separar dos líquidos que no son miscibles, por ejemplo, agua y aceite. En esta experiencia vamos a ver cómo podemos fabricar un embudo de decantación en nuestras casas.

¿Qué necesitamos?

*Agua y aceite
*Una botella de agua mineral, de plástico, cortada por la mitad.
*Un alfiler
*Tijeras

¿Cómo se prepara el embudo de decantación?

*Corta la botella por la mitad, utilizando unas tijeras.
*Tomando la mitad superior, aprieta el tapón y clava un alfiler en el centro (del tapón). Si está *muy duro o te cuestra trabajo puedes calentar un poco el alfiler. Pero no mucho, porque el alfiler tiene que quedar clavado sin holgura.
*La parte inferior de la botella sirve como recipiente para recoger el líquido separado.
*Coloca el embudo como se ve en la figura. Si no tienes soporte puedes apoyar la parte superior de la botella (embudo) en la inferior.

¿Cómo hacemos la decantación?

*Prepara en un vaso una mezcla de agua y aceite y agítala bien.
*Vierte la mezcla en el embudo y espera hasta que las dos partes estén bien separadas, una encima de otra.
*Coloca el embudo encima del recipiente de recogida y quita el alfiler.
*El agua comenzará a gotear, más o menos lentamente en función del tamaño del agujero.
*Cuando acabe de caer el líquido cambia el recipiente de recogida y puedes empezar a recoger el segundo componente de la mezcla.

Autor: Mª. José Pozo (IES Europa, Rivas Vaciamadrid)

El imán y la vela

Toda la materia tiene propiedades magnéticas y en algunos casos es fácil comprobarlo, por ejemplo un imán atrae a los objetos de hierro. Pero en muchas sustancias el efecto magnético es tan débil que resulta difícil de observar, sólo si disponemos de un imán bastante potente podemos poner de manifiesto esta propiedad.

Las sustancias que son débilmente atraídas por los imanes se denominan paramagnéticas y las que son repelidas diamagnéticas. Podemos comprobar el diamagnetismo de un sólido (diclorobenceno, naftalina) o de un líquido (agua), preparando el montaje adecuado (véase: En este experimento tratamos de comprobar el diamagnetismo del gas que se desprende cuando encendemos una vela.

¿Qué necesitamos ?

*Imanes potentes (podemos encontrarlos en algunos juguetes como el geomag, en las puntas de los dardos magnéticos, et.)
*Vela

¿Cómo lo hacemos?

*Se trata de observar que le ocurre a la llama de la vela cuando se encuentra en un campo magnético.
*Si acercamos un imán se observa que la llama intenta separarse de él.
*Si colocamos la llama entre dos imanes con sus polos enfrentados, uno polo norte y otro polo sur, la llama se alarga hacia arriba intentando separarse de ambos polos.

¿Por qué ocurre?

Las velas están fabricadas con cera que puede ser de abeja, o una mezcla de grasa animal y derivados del petróleo (parafina), y una mecha. Al encender la vela la cera, con el calor, funde y se convierte en un líquido que es absorbido por la mecha, a su vez, se evapora y en contacto con el oxígeno del aire se produce una combustión. Los principales productos de la combustión son dióxido de carbono y vapor de agua, y ambas sustancias son diamagnéticas, por eso son repelidas por el campo magnético

Autor: A. Cañamero