84 Experimentos de Química Cotidiana en Secundaria - González.pdf

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
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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
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si necesita fotocopiar o escanear algún fragmento de esta obra (www.conlicencia.com, 917 021 970 / 932 720
447).
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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
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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?
Y el 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
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Luz por frotamiento
Impresión fotográfica
Alumbrado prehistórico
Volcanes en el laboratorio 1: vapores violetas
Volcanes en el laboratorio 2: cono verde
Volcanes en el laboratorio 3: erupción blanca
El ladrón de llamas
¡Vaya 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
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Un géiser de caramelo
Dientes sanos
¡Una de vampiros!
Referencias bibliográficas
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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
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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.
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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
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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.
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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
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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:
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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,
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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
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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
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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.
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Bloque I
Química en el hogar
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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? ¿A qué 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?
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¿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? ¿Y qué 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. ¿A qué 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. ¿A qué 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?
A veces 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?
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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
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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.
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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.
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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
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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.
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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
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conseguir una papilla no demasiado espesa.
Intenta moverla despacio y deprisa, y anota lo que observas.
Pásala a otro vaso y describe cómo cae.
Volcamos 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
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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).
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¿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
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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.
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¿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
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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.
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
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2.
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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».
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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…
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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.
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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.
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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
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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.
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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
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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.
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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.
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2.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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 adición de grandes
cantidades de sal a las carreteras heladas. La sal hace que el hielo y la nieve se fundan
aunque la temperatura sea menor de 0°C.
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Agua que no moja
Te proponemos…
Observar los efectos de la tensión superficial del agua.
Usaremos…
Materiales
Un cristalizador.
Reactivos
Agua.
Polvos de talco.
Jabón líquido de fregar.
Experimentemos…
Vertemos agua en un cristalizador pero sin que llegue al borde.
Espolvoreamos polvos de talco por toda la superficie del agua.
Acercamos los dedos de una mano a la superficie y los introducimos
suavemente en el agua. ¿Qué ocurre? Descríbelo.
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4.
Si ahora nos mojamos los dedos con jabón líquido del que usamos para fregar y
los introducimos en el agua, ¿qué ocurre? Descríbelo.
Intentemos explicarlo…
Como en otras experiencias que llevamos a cabo, este experimento pone de
manifiesto una propiedad característica de los líquidos que en el agua es especialmente
interesante: la tensión superficial. En general, en los líquidos cada molécula es atraída por
las moléculas más 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, que es la
responsable de la resistencia que ofrecen las superficies libres de los líquidos a su rotura.
Cuando introducimos suavemente los dedos en el agua, su superficie funciona como
una membrana elástica y permite que no se perfore, de forma que al sacarlos la
superficie del agua no aparece perforada, los polvos de talco siguen recubriendo toda la
superficie y los dedos salen «secos, no se mojan». Sin embargo, el jabón tiene la
propiedad de romper la tensión superficial, por lo que cuando metemos los dedos
enjabonados (mojados con un agente tensoactivo), el jabón impide que las moléculas se
atraigan y recompongan la película de talco que cubre el agua y ésta aparece perforada.
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Deformar una lata sin esfuerzo
Te proponemos…
Deformar una lata metálica vacía (de refrescos, aceite, gasolina…) pero sin ejercer
fuerza sobre ella.
Usaremos…
Materiales
Latas de refrescos, aceite…
Pinzas metálicas grandes.
Una placa calefactora.
El fregadero del laboratorio.
Reactivos
Agua.
Experimentemos…
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1.
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3.
4.
5.
Cogemos una lata de refresco vacía y vertemos dentro agua (llenamos menos de
su cuarta parte).
Encendemos la placa calefactora y ponemos a calentar la lata con el agua.
Esperamos a que hierva el agua y la mantenemos hirviendo durante 3 o 4
minutos. Mientras tanto tapamos el desagüe del fregadero y ponemos agua fría
en su interior, por lo menos hasta la mitad de su volumen.
Desconectamos la placa calefactora y con cuidado sujetamos la lata con las
pinzas metálicas (cuanto más abajo podamos colocar las pinzas mejor).
Levantamos la lata rápidamente y acercándola al fregadero le damos la vuelta a
la vez que la introducimos boca abajo en el agua fría. ¿Qué ocurre?
¿Por qué no se ha deformado la lata mientras la hemos mantenido en la placa
calefactora o cuando la hemos quitado de ella y sí cuando la hemos metido en el
agua fría?
¿A qué se debe la diferencia de presión generada?
Intentemos explicarlo…
Cuando el agua líquida del interior de la lata hierve pasa a estado gaseoso y el vapor
de agua que se produce desplaza al aire que está en el interior de la lata, por eso es
importante mantener el hervor durante unos minutos. Al invertir la lata y sumergirla en el
agua fría, el agua en estado gaseoso se condensa y hace que disminuya la presión en el
interior de la lata y se deforme.
En lugar de una lata de refrescos se puede usar una lata de 5 l (de las de aceite o
gasolina), para lo cual previamente habría que limpiarla cuidadosamente. La ventaja de
estas latas es que tienen tapón y, por tanto, no habría que invertirlas para sumergirlas en
el agua, aunque también es cierto que al calentar este tipo de latas la unión de plástico del
tapón se suele despegar de la lata, con lo que no nos quedaría más opción que proceder
igual que con la lata de refrescos.
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Un gas apagallamas
Te proponemos…
Apagar la llama de una vela utilizando el gas producido en una reacción química.
Usaremos…
Materiales
Una botella de agua mineral pequeña vacía.
Una probeta.
Una espátula-cuchara.
Una vela.
Reactivos
Bicarbonato sódico.
Vinagre.
Experimentemos…
Ponemos unos 20 ml de vinagre en una botella de agua mineral pequeña vacía.
A continuación echamos unas tres cucharadas de bicarbonato sódico y agitamos
80

3.
4.
la mezcla. ¿Qué se observa?
Cuando observamos que ya no hay desprendimiento de gas, acercamos la boca
de la botella a la llama de la vela encendida, pero… ¡Cuidado! Procura que la
botella se encuentre en una posición lo más horizontal posible pero sin que se
derrame la mezcla de su interior. ¿Qué ocurre?
Repite el proceso de apagado de la vela. ¿Hasta cuándo crees que podrás
hacerlo? ¿Por qué? ¿Cuál es la reacción química que ha tenido lugar en el
interior de la botella?
Intentemos explicarlo…
Cuando el bicarbonato sódico reacciona con el ácido acético contenido en el
vinagre, se produce la siguiente reacción química:
El anhídrido carbónico producido es el responsable de alejar el oxígeno del aire del
entorno de la llama y, por lo tanto, el causante de su apagado.
El hecho de tener que poner la botella en una posición prácticamente horizontal se
debe a que la densidad del gas CO
2 es mayor que la del aire, por lo que queda
acumulado en el fondo de la botella y no tiende a salir al exterior. Al colocarla casi
horizontal conseguimos que el CO
2 se mueva en el plano horizontal y salga de la botella
desplazando el aire de alrededor de la llama: sin oxígeno a su alrededor la llama se apaga.
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1.
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Granizado casero
Te proponemos…
Preparar un granizado usando la técnica de la heladera tradicional.
Usaremos…
Materiales
Un vaso o recipiente ancho.
Un vaso o recipiente pequeño.
Una espátula.
Una varilla de vidrio.
Reactivos
Hielo.
Sal común.
Zumo de naranja natural o bebidas de naranja, cola, limón…
Experimentemos…
Ponemos en un vaso ancho hielo un poco picado con unas cuantas cucharadas
83

2.
3.
de sal y lo removemos bien.
Hacemos un hueco dentro del hielo con sal y acoplamos el vaso pequeño bien
rodeado de hielo.
Añadimos el zumo o la bebida de cola o naranja en el vaso pequeño y lo
removemos de vez en cuando. ¿Qué se observa?
Intentemos explicarlo…
Tal y como vimos al fabricar la heladera tradicional, la temperatura que se alcanza al
añadir sal al hielo es muy inferior a la temperatura de fusión del agua pura, así que
podemos aprovechar dicho descenso y preparar un rico granizado.
Es aconsejable repetir la experiencia poniendo en el vaso ancho solamente hielo,
para que así puedan observar que en este caso no se obtiene el granizado y podamos
aprovechar y deducir que para que congele la bebida utilizada (disolución) es necesario
una temperatura menor que 0ºC.
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Gas lanzacohetes
Te proponemos…
Construir una especie de lanzacohetes con materiales fáciles de encontrar en casa.
Usaremos…
Materiales
Una espátula-cuchara.
Un matraz Erlenmeyer pequeño.
Un tapón de corcho para el Erlenmeyer.
Una chincheta.
Lazos de regalos.
Papel absorbente o servilletas de papel.
Reactivos
Vinagre.
Bicarbonato sódico.
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1.
2.
3.
4.
Experimentemos…
Ponemos dos cucharadas de bicarbonato sódico encima de un trozo de papel
absorbente o de papel de servilletas, envolviéndolo bien para que el bicarbonato
quede dentro.
Cortamos varios lazos de regalos en tiras no muy anchas y los clavamos con una
chincheta en el medio de la parte superior del corcho.
Añadimos vinagre en el Erlenmeyer hasta un tercio de su volumen
aproximadamente.
Buscamos un lugar donde el techo sea alto y ponemos el Erlenmeyer en el
suelo. A continuación introducimos el envoltorio que hemos preparado con el
bicarbonato, lo empujamos hacia dentro y muy rápidamente ponemos el corcho
tan fuerte como podamos y nos apartamos. Esperamos unos segundos. ¿Qué se
observa?
Intentemos explicarlo…
Al introducir el envoltorio con el bicarbonato sódico en el Erlenmeyer donde hemos
añadido el vinagre, éste moja el papel adsorbente y comienza la reacción química entre el
bicarbonato y el vinagre. En esta reacción se libera gas CO
2, que origina un aumento de
la presión en el interior del Erlenmeyer y hace que el tapón de corcho salga disparado, de
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ahí que haya que apartarse una vez comienza la reacción.
La reacción química que tiene lugar es la siguiente:
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Lápices conductores
Te proponemos…
Realizar la electrólisis del agua usando unos lápices como electrodos, tal y como
aparece en el libro Harry Potter y la cámara secreta.
Usaremos…
Materiales
Un vaso de precipitados o recipiente grande.
Dos cables conductores.
Dos pinzas de cocodrilo metálicas pequeñas.
Una pila de 9 V.
Dos lápices.
Un trozo de cartón.
Un cuentagotas.
Reactivos
Agua.
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1.
2.
3.
4.
5.
6.
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Ácido sulfúrico concentrado.
Experimentemos…
Cogemos dos lápices bien afilados por ambos extremos y con ayuda de dos
pinzas de cocodrilo metálicas pequeñas conectamos los cables a uno de sus
extremos.
Llenamos un vaso con agua del grifo y añadimos unas gotas de ácido sulfúrico
concentrado con mucho cuidado.
Recortamos un cuadrado de cartón más grande que la boca del vaso y hacemos
dos agujeritos por los que introducimos los lápices por los extremos que no
tienen cables.
Ponemos el cartón con los lápices sobre la boca del vaso y conectamos los
extremos de los cables libres a los polos de la pila.
¡Fijaos! ¡Salen burbujas de los extremos de los lápices que están dentro del
agua! ¿Qué crees que está ocurriendo?
¿Qué tipo de reacción química (síntesis, descomposición, desplazamiento…) ha
tenido lugar? ¿Por qué?
Intentemos explicarlo…
El agua (H
2O) es una sustancia compuesta que, no espontáneamente pero sí por
medio de un proceso químico, se puede descomponer en sus elementos, es decir en
hidrógeno y oxígeno. Cuando la electricidad circula por el agua, las moléculas de H
2O se
disocian produciendo oxígeno e hidrógeno gaseosos, de ahí que veamos burbujas en el
recipiente de la experiencia. Éste es el fenómeno que se conoce como electrólisis del
agua:
La electrólisis es el proceso de descomposición de una sustancia por medio de la
electricidad.
Debido al pequeño grado de ionización del agua, su conductividad eléctrica es mala,
así que añadimos un ácido fuerte, ácido sulfúrico concentrado, que al estar totalmente
ionizado logrará aumentar la conductividad y que se produzca la electrólisis del agua.
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3.
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Zanahorias glotonas
Te proponemos…
Observar el aumento y disminución de tamaño de una zanahoria al ponerla a
«remojo» en dos líquidos distintos.
Usaremos…
Materiales
Dos vasos.
Una espátula-cuchara.
Reactivos
Tres zanahorias.
Agua del grifo.
Sal común (NaCl).
Experimentemos…
Cogemos tres zanahorias que tengan un tamaño igual o muy parecido. Una de
ellas la conservamos de muestra para que al final de la experiencia podamos
compararla con las otras dos.
Sumergimos la segunda zanahoria en un vaso con agua del grifo.
Sumergimos la tercera en un vaso en el que hemos añadido agua y muchas
cucharadas de sal (salmuera).
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4.Dejamos pasar un día. ¿Qué observamos?
Intentemos explicarlo…
Las moléculas de agua, disolvente universal, pueden pasar a través de las
membranas semipermeables, en este caso las membranas de las células de la zanahoria,
mediante un proceso de ósmosis. El que las moléculas de agua circulen en un sentido u
otro depende de las concentraciones de las disoluciones puestas en contacto. En el caso
de la zanahoria sumergida en agua del grifo, el agua pasa al interior de la zanahoria por
ser la disolución exterior más diluida, mientras que en el caso de la zanahoria puesta en la
salmuera, al ser la disolución exterior más concentrada ocurre el proceso de ósmosis en
sentido contrario, las moléculas de agua pasan del interior de la zanahoria a la disolución
concentrada de sal común.
Los fenómenos de ósmosis son muy corrientes en la manipulación de alimentos.
Cuando cocinamos legumbres o arroz se observa claramente el aumento de tamaño de
los granos, mientras que cuando se somete a salazón el jamón, el bacalao o las anchoas
sucede justo lo contrario.
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Abrillantando la plata
Te proponemos…
Utilizar una reacción química para limpiar objetos de plata.
Usaremos…
Materiales
Dos vasos de precipitados grandes.
Objetos de plata.
Una espátula-cuchara.
Un mechero Bunsen o una placa calefactora.
Reactivos
Papel de aluminio.
Bicarbonato sódico.
Agua.
Experimentemos…
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1.
2.
3.
4.
En el fondo de un vaso de precipitados (de tamaño adecuado para poder meter
el objeto de plata que queremos limpiar) ponemos un trozo de papel de
aluminio.
Colocamos el objeto que vamos a limpiar en contacto con el aluminio; cuanto
mayor sea el contacto mejor se limpiará el objeto.
Preparamos una disolución no muy concentrada de bicarbonato sódico en la
cantidad de agua suficiente como para cubrir el objeto.
Añadimos la disolución anterior al vaso de precipitados donde hemos colocado
el objeto a limpiar y una vez cubierto lo ponemos a calentar hasta que hierva.
Mantenemos el hervor hasta que veamos que va desapareciendo el
recubrimiento negruzco de la plata.
Intentemos explicarlo…
Es de sobra conocido que los objetos de plata (adornos, cucharas, monedas,
anillos…) van oscureciéndose lentamente con el tiempo. Esto ocurre porque la plata
reacciona con las sustancias presentes en el aire y que contienen azufre y como resultado
se forma una capa negruzca de sulfuro de plata.
En nuestro experimento lo que hemos tratado de hacer es que ese recubrimiento
negruzco que se forma en los objetos de plata reaccione de la siguiente manera:
En esta reacción redox están pasando electrones del aluminio a la plata y por esa
razón es necesario que el objeto de plata esté en contacto con el papel de aluminio.
Como se ve en la estequiometría de la reacción, no se pierde nada de plata, hecho
que sí ocurre con otros métodos de limpieza abrasivos. Se nota la formación de sulfuro
de aluminio porque sobre el papel de aluminio aparecen manchas o restos de sólido
amarillento. También suele percibirse el desagradable olor del ácido sulfhídrico que se
forma en pequeñas cantidades.
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E
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1.
2.
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Monedas oxidadas
Te proponemos…
Acelerar el proceso de oxidación de diferentes monedas.
Usaremos…
Materiales
Un plato o un recipiente ancho.
Servilletas de papel o papel absorbente.
Monedas diferentes (1 euro, 20 céntimos, 5 céntimos, 50 céntimos, alguna de
plata, oro, antigua…).
Reactivos
Vinagre.
Experimentemos…
Ponemos en un plato una servilleta de papel o un trozo de papel absorbente,
puede ser un trozo de papel de cocina, y le añadimos vinagre hasta que esté bien
empapado pero sin «charcos».
Colocamos encima del papel las monedas de forma que la cara superior esté en
99

3.
contacto con el aire y no esté sumergida en vinagre. ¿Qué se observa al cabo de
unas horas (4 o 5 horas)?
Coge las monedas, levántalas y mira su cara inferior, ¿qué observas?
Intentemos explicarlo…
Las monedas que poseen cobre en su composición habrán sufrido la oxidación de
este metal por acción del oxígeno del aire y se observará en ellas una capa de color
verdoso, que comúnmente se denomina «cardenillo» o «verdín». A las monedas de oro
o plata no les habrá sucedido nada y veremos que en aquellas monedas con aluminio en
su composición el efecto de la oxidación no es tan llamativo. Se observa que la parte
inferior de las monedas aparece brillante, sin rastros verdosos: el ácido acético habrá
reaccionado con la fina capa de «suciedad» (productos de la oxidación de las monedas) y
habrá quedado el metal limpio y brillante al descubierto.
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Pilas originales
Te proponemos…
Construir diferentes pilas utilizando materiales sencillos.
Usaremos…
Materiales
Sacapuntas metálicos que tengan una base de magnesio (electrodos de
magnesio).
Tiras de cinc (electrodos de cinc).
Tiras, tubos de cobre (electrodos de cobre).
Diodos luminiscentes (LED) u otros dispositivos eléctricos que requieran baja
potencia eléctrica: relojes digitales, altavoces del taller de tecnología…
Cables conductores.
Varios vasos de precipitados.
Pequeñas pinzas metálicas de cocodrilo.
Corcho, bandejas o trozos de poliespán.
Un polímetro (opcional).
Reactivos
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1.
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Varios limones.
Varias patatas.
Vinagre.
Bebida de cola.
Experimentemos…
Pila 1
Primero vamos a preparar dos electrodos:
Uno formado por una tira de cobre (electrodo de cobre).
Otro formado por un sacapuntas metálico (electrodo de magnesio).
Para ello unimos a dichos electrodos sendos cables conductores mediante pinzas
metálicas de cocodrilo.
Seguidamente ponemos en un vaso de precipitados suficiente cantidad de
vinagre como para poder introducir los electrodos preparados. ¿Qué se observa?
Para comprobar que el dispositivo construido produce corriente eléctrica
conectamos los dos extremos de los cables a un polímetro y medimos el voltaje
generado.
Si queremos generar suficiente voltaje como para encender un diodo
luminiscente o hacer funcionar un reloj digital o un altavoz, debemos construir
tres o cuatro pilas como las anteriores y conectarlas en serie. ¡Cuidado! Las
conexiones deben estar bien hechas para que las pilas funcionen. Clavamos los
polos del diodo en una bandeja o trozo de poliespán y con ayuda de pinzas
pequeñas de cocodrilo conectamos los extremos libres de los cables a los polos
del diodo o en su caso a los cables del reloj o altavoz. Describe lo ocurrido.
A continuación podemos construir otras pilas utilizando, por ejemplo, bebidas de
cola en lugar de vinagre.
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1.
-
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2.
3.
4.
Pila 2
Para empezar prepararemos dos electrodos:
Uno formado por una tira de cobre (electrodo de cobre).
Otro formado por una tira de cinc (electrodo de cinc).
Para ello unimos a dichos electrodos sendos cables conductores mediante pinzas
metálicas de cocodrilo.
Seguidamente introducimos los anteriores electrodos en dos puntos separados de
un limón tal y como aparece en el dibujo.
Para comprobar que el dispositivo construido produce corriente eléctrica
conectamos los dos extremos de los cables a un polímetro y medimos el voltaje
generado.
Utilizando los mismos electrodos podemos construir otra pila cambiando los
limones por trozos de patata.
Intentemos explicarlo…
104

Una pila es un dispositivo que permite obtener una corriente eléctrica a partir de una
reacción química. Al conectar dos trozos de metales (de diferente capacidad para ganar o
ceder electrones) mediante dos hilos conductores e introducirlos en una disolución iónica
(electrolito), estamos construyendo un circuito cerrado en el que se produce una
corriente de electrones a través del hilo conductor (corriente eléctrica), y un movimiento
de iones (positivos y negativos) en el interior del electrolito. Toda pila consta de dos
electrodos (generalmente dos metales) y un electrolito (una sustancia que conduce la
corriente eléctrica). En nuestra práctica hemos utilizado como electrodos los metales
cobre, magnesio y cinc, aunque también se pueden construir otras pilas utilizando otros
metales (por ejemplo aluminio) y otros electrolitos (por ejemplo agua salada, vinagre,
zumo de naranja, zumo de limón).
El problema que se nos presenta es que debido a la alta resistencia interna de la pila,
la intensidad que obtenemos es muy baja y nos va a resultar difícil hacer funcionar los
aparatos, de ahí que si disponemos de un polímetro podemos saber el voltaje generado
en cada caso.
Es muy importante que las conexiones impliquen un buen contacto entre los
conductores, electrodos, pinzas… pues en caso contrario la pila no funcionará. Si en
algún momento vemos que el polímetro detecta paso de corriente pero el diodo no se
enciende, deberemos probar a añadir otra pila más en serie o bien a cambiar los
electrolitos, ya que éstos también se vuelven inservibles.
El número de limones, patatas o vasos con vinagre necesarios dependerá del diodo o
dispositivo eléctrico que queramos hacer funcionar.
En el caso del electrodo de magnesio, observamos el rápido y constante
desprendimiento de burbujas alrededor del electrodo. Dichas burbujas son de gas
hidrógeno, ya que los ácidos atacan intensamente al magnesio y producen la oxidación
del metal, de ahí que mientras no mantengamos la pila en funcionamiento deberemos
dejar el sacapuntas fuera del electrolito (vinagre: disolución de ácido acético) para que no
se deteriore rápidamente.
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E
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1 + 1 ≠ 2 ¿Fallan las matemáticas?
Te proponemos…
Comprobar cómo al juntar dos líquidos, el volumen final puede ser inferior a la
suma de los volúmenes iniciales.
Usaremos…
Materiales
Dos matraces aforados de 50 ml.
Un matraz aforado de 100 ml.
Un cuentagotas.
Un embudo pequeño.
Reactivos
Agua destilada.
Etanol.
Colorante alimentario.
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1.
2.
3.
4.
Experimentemos…
Medimos enrasando cuidadosamente 50 ml de agua en un matraz aforado de 50
ml. A continuación los vertemos con ayuda de un embudo pequeño en el matraz
aforado de 100 ml. Repetimos la operación y observamos si el volumen final es
de 100 ml.
Ahora medimos otros 50 ml de agua y los vertemos en el matraz de 100 ml.
Seguidamente añadimos una gota de colorante alimentario al etanol del
laboratorio, medimos 50 ml de éste y los vertemos muy despacio en el matraz
de 100 ml para evitar que se mezclen los dos líquidos. Si somos capaces de
conseguirlo veremos las dos capas diferenciadas y un volumen final de 100 ml.
Agitamos ahora con intensidad para que se mezclen los dos líquidos. ¿Qué se
observa?
¿Cómo podemos explicar lo ocurrido?
¿Crees que pasaría lo mismo al medir masas? ¿Por qué?
Intentemos explicarlo…
Es una práctica muy interesante para trabajar la discontinuidad de la materia y las
diferentes fuerzas de cohesión que existen entre las moléculas de agua y de etanol.
Al mezclar volúmenes de líquidos iguales no varían las fuerzas de cohesión entre
sus partículas y el volumen total es igual a la suma de los volúmenes iniciales, pero al
mezclar volúmenes de sustancias diferentes, debido a la distinta naturaleza de las
partículas, las fuerzas de cohesión entre ellas no son iguales; en este caso las intensas
fuerzas de cohesión entre las moléculas de agua y las de etanol provocan un mayor
acercamiento de las mismas y, por tanto, un menor volumen, de forma que el volumen
final no es igual a la suma de los volúmenes iniciales.
108

Puede ocurrir que si se añade en primer lugar el agua y luego el alcohol, este último
quede flotando en la superficie del agua por su menor densidad y se observe «1 + 1 =
2», ya que los dos líquidos se mantienen separados formando dos fases diferentes dentro
del matraz aforado. En el momento en que estas dos fases se mezclen el volumen
resultante de la disolución será siempre menor que la suma de los volúmenes utilizados.
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E
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¿Se puede hervir agua enfriando?
Te proponemos…
Determinar el valor de la temperatura de ebullición del agua pura y observar cómo
dicho valor está afectado por una variación en la presión atmosférica.
Usaremos…
Materiales
Un matraz de fondo redondo.
Un termómetro.
Un tapón perforado.
Un soporte.
Unas pinzas metálicas para termómetro y para matraz.
Una nuez doble.
Unos guantes para calor.
Un trapo.
Una placa calefactora.
Bolsas de plástico para cubitos de hielo.
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1.
2.
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Reactivos
Agua.
Hielo (en bolsas de plástico para cubitos de hielo).
Experimentemos…
Llenamos con agua la cuarta parte de un matraz de fondo redondo y lo ponemos
a calentar en una placa calefactora.
Colocamos un soporte con una pinza para termómetro y, sujetando el
termómetro en ella, lo introducimos en el agua. Esperamos a que hierva el agua
y, una vez empiece a hervir, la mantenemos hirviendo uno o dos minutos y
anotamos el valor de la temperatura de ebullición.
A continuación retiramos la placa calefactora y colocamos en la boca del matraz
el tapón con el termómetro asegurándonos de que quede bien ajustado. Con la
ayuda de los guantes (para no quemarnos) damos la vuelta al matraz girando la
pinza metálica por la parte que se une a la nuez doble y comprobamos que el
bulbo del termómetro queda sumergido en el agua. ¿Qué temperatura indica el
termómetro?
Envolvemos una o dos bolsas de plástico llenas de cubitos de hielo en un trapo y
las colocamos sobre la base del matraz al que hemos dado la vuelta. ¿Qué se
observa?
¿Hasta qué temperatura conseguimos ver hervir el agua?
Intentemos explicarlo…
La vaporización es el paso de una sustancia del estado líquido al estado gaseoso,
cuando este cambio de estado de agregación se produce en toda la masa del líquido y no
solamente en la superficie se llama ebullición.
La ebullición de un líquido tiene lugar a una determinada temperatura, que es
característica para cada líquido y que se conoce como temperatura de ebullición o punto
de ebullición.
El punto de ebullición se alcanza cuando la presión del vapor del líquido se iguala
con la presión exterior que se ejerce sobre él, que será la presión atmosférica cuando el
recipiente en el que está el líquido esté abierto a la atmósfera.
La temperatura de ebullición crece al aumentar la presión y disminuye al disminuir
ésta, así en el caso del agua el punto de ebullición es de 100 ºC con una presión de 1
atmósfera y crece o disminuye en 1 ºC cuando la presión atmosférica aumenta o
disminuye en 0,036 atmósferas.
En esta experiencia, lo que vemos es que el agua hierve a unos 100 ºC a presión
atmosférica, pero que cuando cerramos el matraz, le damos la vuelta y lo enfriamos por
112

la parte superior con ayuda del hielo, debido a la condensación del vapor de agua
existente en el interior, se produce un descenso de la presión que se ejerce sobre la
superficie del agua con lo que se observa un claro descenso de la temperatura de
ebullición.
La presión sobre la superficie del agua también se puede reducir mediante una
bomba de vacío hasta conseguir que el agua hierva a temperaturas muy bajas, de 45 ºC a
50 ºC.
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114

E
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1.
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Aquí está el fantasma
Te proponemos…
Producir un compuesto químico de acuerdo con la reacción química propuesta en el
libro Harry Potter y la cámara secreta.
Usaremos…
Materiales
Dos vasos o recipientes de cristal del mismo tamaño.
Un cuentagotas graduado.
Unos guantes de goma.
Dos vasos de precipitados pequeños para residuos.
Reactivos
Ácido clorhídrico concentrado.
Disolución de amoníaco concentrada.
Experimentemos…
Echamos unos 2-3 ml de ácido clorhídrico concentrado en uno de los
recipientes, movemos bien el recipiente para mojar bien todas las paredes
interiores con la disolución y echamos el líquido sobrante en un vaso de
precipitados rotulado para residuos.
115

2.
3.
Echamos en el otro recipiente otros 2-3 ml de disolución concentrada de
amoníaco y movemos bien el recipiente para mojar bien todas las paredes
interiores con la disolución. Echamos el líquido sobrante en un vaso de
precipitados para residuos y colocamos rápidamente el recipiente mojado con
disolución de amoníaco encima del recipiente mojado con el ácido clorhídrico.
¿Qué ocurre? ¡Aparece un fantasma blanco! ¿Cómo podemos explicarlo?
Intentemos explicarlo…
La explicación es muy sencilla. Se trata de una simple reacción química:
Es conveniente hacer la experiencia en vitrina o cerca de una ventana, ya que
respirar cloruro amónico puede irritar la nariz, la garganta y los pulmones y causar tos o
falta de aire.
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117

E
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1.
2.
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Botella con hipo
Te proponemos…
Comprobar cómo un aumento de temperatura conlleva el aumento de la presión
ejercida por el aire contenido en el interior de una botella.
Usaremos…
Materiales
Una botella de vidrio.
Varias monedas de 20 o 50 céntimos.
Un congelador.
Reactivos
Agua.
Experimentemos…
Vaciamos una botella de vidrio y a continuación la metemos destapada durante
un cierto tiempo –una media hora suele ser suficiente– en el congelador del
frigorífico.
Una vez bien enfriada, sacamos la botella del congelador y la colocamos de pie
encima de una mesa a la vez que mojamos con agua del grifo la moneda de 20 o
118

50 céntimos y la colocamos con rapidez de forma que tape la boca de la botella.
¿Qué ocurre?
Intentemos explicarlo…
Al sacar la botella del congelador y colocarle la moneda sobre la boca, estamos
tapándola e impidiendo que entre o salga aire. La botella y el aire que está en su interior
están a una temperatura muy baja, pero al pasar el tiempo, como la temperatura de la
habitación es más alta, la botella y el aire de su interior comienzan a calentarse. El
aumento de temperatura del aire contenido en la botella supone también un aumento de
su presión, hasta que es suficientemente alta para hacer saltar la moneda y dejar escapar
un poco de aire. La moneda seguirá saltando a intervalos cada vez más largos, mientras
el aumento de temperatura del aire del interior provoque un aumento de presión
suficiente para hacerla saltar.
Es conveniente mojar la moneda inmediatamente antes de colocarla tapando la boca
de la botella para que la película de agua de la moneda tape la boca de la botella y no
permita fugas de aire (que estropearían el experimento puesto que no se vería saltar a la
moneda).
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Bloque II
Química y color
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122

Presentación
El mundo es de color; donde hay luz hay color. El color es una percepción. La luz está
constituida por ondas electromagnéticas y nuestros ojos reaccionan a la incidencia de la
energía de esas ondas y no a la materia en sí.
En los procesos químicos los cambios de color indican que se han formado
sustancias nuevas, de color distinto al de las iníciales, por lo que el cambio de color es
una evidencia de la existencia de una reacción química.
También podemos percibir «los colores» en la emisión de energía producida por los
cationes. Cuando los átomos se excitan sus electrones sufren saltos de energía entre sus
diferentes niveles electrónicos. Cuando los átomos se «deshacen» de esa energía emiten
fotones, es decir, luz. Lo interesante de este fenómeno es que la luz emitida corresponde
exactamente al salto energético entre los niveles electrónicos. Por lo tanto, cada catión de
cada elemento presenta unas bandas de emisión únicas y exclusivas para ese catión.
¡Hasta el bronceado es el resultado de la reacción química producida al excitarse la
melanina!
En otros experimentos utilizamos indicadores ácido-base, que son sustancias que
cambian de color (viraje) en función de las concentraciones de H
+
del medio. Este
cambio de color nos permite medir el pH del medio. El intervalo de pH en el que tiene
lugar el cambio de color varía sensiblemente de un indicador a otro. Generalmente se
trata de sustancias que son ácidos o bases orgánicos débiles, cuyo equilibrio se ve
desplazado al introducirse en disoluciones ácidas o básicas, de forma que su color
cambia; entre los más utilizados podemos nombrar el tornasol, la fenolftaleína, el azul de
metileno, el naranja de metilo. Ahora bien, en nuestro entorno también existen sustancias
que pueden actuar como indicadores, como, por ejemplo, los pétalos de rosa, la col de
lombarda, el curry, etc.
En este capítulo veremos algunas experiencias en las que el factor «motivador»
viene dado por el color y con las que trabajaremos, entre otros, los siguientes contenidos
científicos: estructura atómica, enlace químico, densidad, tensión superficial, técnicas de
separación, reacciones químicas (combustión, ácido-base y redox), pigmentos,
extracción, pH, cromatografía, adsorción, absorción, polaridad, mezclas, solventes y
espectro visible.
Situaciones problemáticas
Algunas de las situaciones problemáticas que podemos plantear relacionadas con las
actividades experimentales de este capítulo son las siguientes:
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¿Qué champú debemos usar para lavarnos el pelo? ¿Qué significa que un gel de baño tenga pH neutro?
Los baserritarras (agricultores) recubren las tierras con una capa de cal cuando las preparan para nuevos
cultivos. ¿Cuál es la finalidad de ello?
La formación de silicatos fundidos en el manto de la Tierra implica la formación de dióxido de silicio y su
reacción posterior a altas temperaturas con óxidos metálicos. ¿Por qué no se forman los silicatos en el
laboratorio de la misma forma en que se forman en el manto de la Tierra?
En algunas ferias artesanales venden figuras que cambian de color según la meteorología, ¿puedes dar
una explicación para este cambio?
¿Cómo se pasaban mensajes durante la primera guerra mundial?
¿Podrías explicar cómo se obtienen los diferentes colores en los fuegos artificiales?
Antton dice en casa que tiene acidez de estómago, su aitite (abuelo) le recomienda añadir un poco de
bicarbonato sódico a un vaso con agua y tomarlo. Sin embargo, cuando lo prueba no le gusta el sabor y
decide añadirlo a una infusión de frambuesa que se iba a tomar. Nada más añadirlo observa un cambio de
color ¿sabes explicar por qué?
¿Cómo podemos saber si una sustancia es ácida o es neutra? ¿Qué se puede utilizar para averiguarlo?
¿Por qué no se puede apagar un fuego originado por aceite con agua?
El esmalte dental es un compuesto básico. El compuesto que origina las caries (es decir, que ataca al
esmalte), ¿será ácido, básico o neutro? ¿En qué te basas?
En el año 2002 el barco llamado Prestige se hundió en aguas próximas a la costa de Galicia vertiendo al
mar más de 70.000 toneladas de fuel, que originaron una marea negra que provocó graves daños
ecológicos en la costa. ¿Por qué no se disolvió en el agua de mar en lugar de quedar flotando? ¿Cómo
crees que se procedió a realizar su recogida?
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Diferenciando colores
Te proponemos…
Observar la coloración que toma la llama de un mechero de gas cuando se someten
diferentes iones metálicos a dicha llama e identificar cualitativamente la presencia de
éstos en una muestra.
Usaremos…
Materiales
Varios tubos de ensayo.
Una gradilla.
Un cuentagotas.
Una varilla de vidrio.
Un vaso de precipitados.
Un asa de siembra.
Una espátula.
Un mechero.
Reactivos
Agua desionizada.
Ácido clorhídrico.
Cloruro de sodio.
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Cloruro de potasio.
Cloruro de calcio.
Cloruro de bario.
Cloruro de litio.
Cloruro de estroncio.
Cloruro de cobre (II).
Sal no identificada.
Experimentemos…
Rotulamos los diferentes tubos de ensayo con los nombres de las sales que
vamos a utilizar en la experiencia.
Ayudándonos de una espátula pequeña introducimos pequeñas cantidades de las
sales anteriores en los tubos de ensayo preparados y con el cuentagotas les
añadimos 1 o 2 ml de agua desionizada.
Agitamos con la varilla de vidrio las anteriores mezclas para lograr que se
disuelva la mayor parte de las sales. Si observamos que se ha disuelto toda la sal
podemos añadir un poco más hasta que una parte se deposite en el fondo sin
disolverse.
¡Cuidado, la varilla debe limpiarse perfectamente antes de utilizarla en cada tubo de ensayo!
Para limpiar bien el alambre del asa de siembra realizamos un ensayo en blanco:
sumergimos el alambre en ácido clorhídrico –que previamente hemos puesto en
un vaso de precipitados rotulado– y lo ponemos en la llama hasta que no cambie
de color.
Ahora sumergimos el asa de siembra en una de las mezclas preparadas en los
tubos de ensayo –tratando de coger un poco de la sal depositada en el fondo del
tubo de ensayo–y la llevamos a la llama del mechero. Observamos el color que
toma la llama y lo anotamos en la tabla.
Una vez observado el color de la llama, limpiamos el alambre sumergiéndolo en
ácido clorhídrico y llevándolo a la llama.
Repetimos las operaciones anteriores con las demás sales y, por último, con la
sal no identificada para saber cuál es.
Es muy importante limpiar bien el alambre entre ensayo y ensayo para poder distinguir bien los
colores.
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Elemento Color de la llama

Intentemos explicarlo…
Los átomos están constituidos por un núcleo –la parte central donde se encuentran
los protones y los neutrones– y por los electrones, que se hallan a distancias
relativamente grandes rodeando al núcleo. De acuerdo con las teorías atómicas actuales,
los electrones ocupan un cierto número de niveles de energía en su estado fundamental,
pero se pueden producir transiciones de uno o varios electrones de un nivel a otro; estos
saltos van acompañados por emisiones o absorciones de energía, cuyo valor dependerá
de la diferencia de energía de los niveles entre los que ocurre la transición y, por lo tanto,
de la carga del núcleo y del número de electrones involucrados.
Cuando un elemento químico es sometido a una excitación –en nuestro caso al
someterlo a la acción de la llama del mechero–, las transiciones electrónicas que se
producen en su interior provocarán la emisión de ciertas cantidades de energía en forma
de radiación electromagnética. El análisis de los componentes de dicha radiación da lugar
a lo que se conoce como espectro del elemento. Cada elemento posee su propio espectro
(huella dactilar) que lo diferencia y distingue de los demás elementos de la tabla
periódica; no hay dos elementos diferentes con el mismo espectro. Solamente el berilio y
el magnesio no dan color a la llama.
Debido a que parte de la radiación emitida por un elemento corresponde a la zona
visible (es decir la que percibe el ojo humano), los ensayos a la llama son usados como
métodos cualitativos para identificar la presencia de un elemento en una muestra. Según
sea el color que tome la llama de un mechero de gas cuando calentemos con él una
sustancia química, podremos deducir de qué elemento se trata, puesto que cada elemento
produce siempre la misma coloración de la llama, independientemente de que el elemento
se encuentre en estado libre o combinado con otros.
En una mezcla de varios elementos cada uno de ellos exhibe a la llama su propia
coloración, independientemente de los demás componentes. Por lo tanto, el color a la
llama para una mezcla de elementos estará compuesto por todos los colores de sus
componentes, de forma que los colores más intensos enmascararán a los de menor
intensidad.
En la realización de esta experiencia es importante mantener el aula bien ventilada
debido a los distintos vapores que se producen. Para que los ensayos a la llama sirvan
para identificar un elemento hay que evitar la presencia de mezclas de varios elementos,
ya que como hemos dicho anteriormente darían lugar a mezclas de colores. Para evitar
128

las interferencias de diferentes elementos es muy importante que el asa de siembra esté
perfectamente limpia.
Si no disponemos de alguno de los reactivos nombrados se puede sustituir por otra
sal del mismo metal.
Una vez realizada la práctica el profesor o profesora puede preparar otros tubos de
ensayo con contenido-problema para que puedan identificarse.
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La humedad tiene color
Te proponemos…
Comprobar cómo determinadas sustancias cambian su color al cambiar su grado de
humedad, es decir, al secarse.
Usaremos…
Materiales
Un vaso de precipitados.
Una espátula.
Una varilla de vidrio.
Un tapón de corcho.
Unas mechas de limpiar pipas de fumar.
Unas pinzas metálicas.
Un pulverizador.
Reactivos
Cloruro de cobalto (II) hidratado.
Agua.
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Experimentemos…
Ponemos agua en el vaso de precipitados (aprox. 100 ml) y añadimos cloruro de
cobalto (II) hidratado hasta obtener una disolución bastante concentrada de
color rosa intenso.
Con una o varias mechas de limpiar pipas de fumar construimos una figurita
(árbol, flor, animal, figuras geométricas…) de forma que tenga un apéndice para
poder clavarla posteriormente en un tapón de corcho.
Sumergimos dicha figurita en la disolución de cloruro de cobalto (II) y la
sacamos con ayuda de las pinzas metálicas. ¿Qué color ha tomado la figura?
Clavamos la figura en el tapón de corcho y la ponemos a secar a temperatura
ambiente, en un desecador o bien en una estufa de secado (si se dispone de una)
durante unos 15 minutos. ¿Qué color ha tomado? ¿A qué se deberá? ¿Qué color
tomará la figura si la pulverizamos ahora con agua?
Intentemos explicarlo…
El cloruro de cobalto (II) hidratado posee un color rosáceo. Al elevar su temperatura
desaparecen las moléculas de agua de hidratación presentes en su estructura y queda la
sal –cloruro de cobalto (II) sin hidratar–, que posee un color azul.
En lugar de cloruro de cobalto (II) hidratado también pueden utilizarse otras sales
hidratadas como sulfato de hierro (II) (verde), sulfato de cobre (II) (azul), cloruro de
cobre (II) (amarillo-pardusco), que al deshidratarse pierden su color y adoptan un color
blanquecino. Todas estas reacciones son reversibles, basta añadir agua y el color
reaparece.
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Revelando mensajes
Te proponemos…
Observar la reacción de la tintura de yodo con la celulosa del papel y utilizar dicha
reacción para revelar mensajes escritos.
Usaremos…
Materiales
Un pincel fino.
Un vaso de precipitados.
Un cristalizador.
Unas pinzas metálicas.
Papel.
Reactivos
Un limón.
Leche.
Solución yodada.
Agua.
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Para preparar el reactivo Lugol
Unos vidrios de reloj.
Una balanza.
Un vaso de precipitados.
Una espátula.
Un matraz aforado de 100 ml.
Para preparar el reactivo Lugol
Reactivo Lugol.
0,5 g de yodo.
1 g de yoduro de potasio.
Experimentemos…
Exprimimos medio limón en un vaso de precipitados y mojamos el pincel en el
zumo de limón obtenido.
Con el pincel impregnado de zumo de limón escribimos un mensaje en una hoja
de papel y lo dejamos secar.
Mientras se seca el papel escrito, ponemos en el cristalizador una pequeña
cantidad de agua, la suficiente para poder sumergir el papel escrito en ella, y le
añadimos unas 8-10 gotas de solución yodada (hasta que el agua coja un poco
de color).
Cuando el papel escrito esté seco lo sumergimos en la disolución del cristalizador
y esperamos a que aparezca el mensaje. ¿Qué aspecto tiene el papel? ¿Y el
mensaje? ¿Qué habrá ocurrido?
Comprobamos ahora que escribiendo un mensaje con leche y repitiendo el
mismo proceso que antes obtenemos el mismo resultado.
Si en lugar de usar solución yodada decidimos usar el reactivo de Lugol, lo
debemos preparar previamente. Para ello mezclamos 0,5 g de yodo y 1 g de
yoduro de potasio y los disolvemos en agua hasta obtener 100 ml de disolución.
Intentemos explicarlo…
La celulosa, principal constituyente del papel, es un hidrato de carbono
(concretamente un polisacárido: el resultado de unir moléculas de glucosa formando
largas cadenas). Su estructura es parecida a la del almidón y su presencia se detecta por
la coloración azul-violeta que adquiere el papel al sumergirlo en una disolución de yodo
(solución yodada, Lugol). Debido a que los ácidos presentes en el zumo de limón y la
leche no provocan coloración con el yodo, el espacio ocupado por la escritura hecha con
ellos mantiene el color original del papel y aparece revelado el mensaje en negativo.
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La lectura del mensaje debe hacerse en cuanto aparezca el revelado en el papel, ya
que con el paso del tiempo va disminuyendo el color azul-violeta de éste.
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¿Jugamos a espías?
Te proponemos…
Fabricar un mensaje con tinta invisible a base de jugo de limón.
Usaremos…
Materiales
Papel.
Butano, mechero y cerillas o placa calefactora.
Un pincel.
Algodón.
Reactivos
Zumo de limón.
Naranja de metilo.
Experimentemos…
Exprimimos medio limón en un vaso de precipitados y mojamos el pincel en el
zumo de limón obtenido.
Con el pincel impregnado de zumo de limón escribimos un mensaje en una hoja
de papel y lo dejamos secar. Cuando el papel esté seco, las letras serán
imperceptibles.
Ahora, a cierta distancia, sometemos al papel a la acción del calor de una llama.
¿Qué ocurre?
138

4.
¡Cuidado! Si acercamos mucho el papel a la llama, éste puede arder.
Comprobamos ahora que también podemos revelar la invisible escritura frotando
el papel con un algodón empapado en sustancia indicadora de ácidos y bases
como, por ejemplo, el naranja de metilo. Así, la zona de las letras aparecerá con
un color distinto al de la sustancia reveladora.
Intentemos explicarlo…
Cuando acercamos el papel a la llama o placa calefactora, de modo que se caliente
pero no se queme, se produce la combustión del ácido cítrico del limón, que requiere
menor temperatura para quemarse que el papel, y aparecen zonas chamuscadas de
tonalidad ocre.
Se debe tener paciencia en el proceso de calentamiento y mucho cuidado para que
no se queme el papel.
Cuando revelamos la escritura frotando con una sustancia indicadora, las letras
aparecen de diferente color cuando ésta reacciona con el ácido cítrico.
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Y el tio... se ve (al pulverizar)
Te proponemos…
Preparar una tinta invisible, aplicarla y a continuación revelarla.
Usaremos…
Materiales
Una espátula.
Un vaso de precipitados.
Un pincel.
Una varilla de vidrio.
Un pulverizador.
Reactivos
Agua destilada.
Tiocianato amónico o potásico.
Cloruro férrico.
Experimentemos…
Preparamos una disolución no muy concentrada de tiocianato amónico
utilizando la espátula, la varilla de vidrio y el vaso de precipitados.
Con el pincel impregnado en la disolución de tiocianato escribimos un mensaje
en una hoja de papel y lo dejamos secar.
Rociamos la hoja de papel con una disolución de cloruro férrico, para lo que nos
141

ayudaremos de un pulverizador. Entonces. ¿qué ocurre?
Intentemos explicarlo…
Al pulverizar el cloruro férrico se produce una reacción química entre esta sustancia
y el tiocianato amónico, de manera que la nueva sustancia formada ya no es incolora
como la tinta empleada, sino roja. Esta reacción la podemos representar mediante la
siguiente ecuación química:
Este ión hexaferritiocianato se equilibra eléctricamente con más ión férrico y forma
una sal roja:
Dado que se utilizan sustancias peligrosas (tiocianato amónico), se requiere
precaución.
Si disponemos de ferrocianuro potásico podremos utilizarlo para preparar otra tinta
una vez lo disolvamos en agua destilada. El mensaje deja de ser secreto al rociarse
también con el cloruro férrico: las letras aparecen de color azul, el llamado «azul de
Prusia», típico del ferrocianuro férrico que se forma.
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Aparece al calentar
Te proponemos…
Preparar una tinta invisible, aplicarla y revelarla posteriormente gracias al calor de
una llama.
Usaremos…
Materiales
Una espátula.
Un vaso de precipitados.
Papel y pincel.
Una varilla de vidrio.
Un mechero Bunsen.
Reactivos
Agua destilada.
Cloruro cobaltoso.
Experimentemos…
Preparamos una disolución diluida de cloruro cobaltoso. Esta disolución posee
un color rosa tenue.
Con el pincel impregnado en la disolución de cloruro cobaltoso escribimos un
mensaje en una hoja de papel y lo dejamos secar.
144

3.
Ponemos el papel encima de la llama del mechero, sin que arda y… Describe lo
que ocurre. ¿Puedes dar una explicación a lo ocurrido?
Intentemos explicarlo…
El cloruro de cobalto (II) hexahidratado presenta un color rosa o rojo rubí, y al
calentarse pierde el agua de hidratación y cambia a color azul; este compuesto anhidro es
higroscópico, es decir, absorbe agua hasta cambiar de nuevo a color rosa. Ésta es la
propiedad que aprovechamos para escribir (color rosa casi incoloro) y poder
posteriormente leer el mensaje al calentarse (color azul). Cuando deja de absorber agua
de la atmósfera vuelve a cambiar su color pasando de nuevo al rosa pálido.
Se debe tener paciencia y un poco de habilidad para que al calentar con la llama sólo
se produzca la deshidratación de la sal y no se queme el papel. Si se dispone de secador
o estufa se pueden utilizar para disminuir el riesgo.
Se puede sustituir el cloruro de cobalto (II) por cualquier otra sal que cambie de
color con la deshidratación.
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Los pigmentos de los vegetales
Te proponemos…
Extraer los pigmentos fotosintéticos de las hojas de diferentes vegetales usando una
técnica denominada cromatografía.
Usaremos…
Materiales
Un mortero.
Un soporte.
Una varilla de vidrio.
Un papel de filtro.
Un embudo cónico.
Un vaso de precipitados.
Un recipiente para cromatografía.
Una placa cromatográfica.
Reactivos
Hojas de diferentes vegetales.
Arena lavada.
Etanol.
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5.
Experimentemos…
Colocamos las hojas de las plantas cortadas en trocitos pequeños en el mortero.
Añadimos un poco de etanol y arena lavada y trituramos hasta que los
pigmentos se disuelvan en el alcohol. ¿Qué se observa?
Preparamos un filtro utilizando un embudo cónico y papel de filtro y, una vez
tengamos realizado el montaje de la figura, filtramos la mezcla del mortero.
Vertemos el filtrado en el recipiente para la cromatografía y, si fuera necesario,
añadimos más etanol hasta alcanzar 1 cm de altura. Tapamos el recipiente.
Cortamos de la placa cromatográfica un rectángulo alargado, de aprox. 4 cm x
15 cm, y lo sumergimos en el líquido filtrado manteniéndolo en posición vertical.
Pasados 20 o 30 minutos sacamos la placa cromatográfica y la secamos al aire.
¿Qué se observa? ¿Qué nos indican cada uno de los colores que aparecen?
Intentemos explicarlo…
En la fotosíntesis las plantas fabrican su materia orgánica a partir del CO
2 del aire,
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utilizando como fuente de energía la luz solar.
En las hojas están los diferentes pigmentos fotosintéticos que son capaces de
absorber luz de distinta longitud de onda. Entre dichos pigmentos se encuentran la
clorofila A (verde azulada), la clorofila B (verde amarillenta), los carotenos (amarillo
anaranjados), las xantofilas (amarillas) y los antocianos (rosados). En esta experiencia
hemos conseguido separar alguno de ellos mediante la técnica de la cromatografía en
placa.
La cromatografía es una técnica que permite la separación de los diferentes
componentes de una mezcla de sustancias mediante el paso de la muestra por una fase
estacionaria –en nuestro caso la placa cromatográfica– con la ayuda de otra fase móvil, el
alcohol.
La separación de los pigmentos se produce según la afinidad química de cada uno
de ellos, puesto que cada uno se mueve a través de la placa con una velocidad diferente
y, si la altura de la columna es la adecuada, se logrará la separación completa de los
pigmentos que llegan a diferentes alturas.
Dependiendo del disolvente elegido la velocidad del proceso de separación y el
grado se separación pueden variar. En nuestra experiencia hemos elegido etanol como
fase móvil porque es un disolvente de uso cotidiano y no genera problemas graves.
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Los colores del cobre
Te proponemos…
Provocar el precipitado de una sustancia por la acción de un reactivo y,
posteriormente, al seguir añadiendo el mismo reactivo, conseguir que el precipitado
desaparezca y obtener un nuevo precipitado por calentamiento.
Usaremos…
Materiales
Dos tubos de ensayo.
Un cuentagotas.
Una balanza.
Un mechero Bunsen.
Unas pinzas de madera.
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Reactivos
Disolución de sulfato cúprico (1 M).
Disolución amoniacal (amoníaco en agua) (al 10%).
Pastillas de vitamina C.
Disolución de hidróxido de sodio (1 M).
Experimentemos…
Ponemos unos 2 ml de disolución acuosa de sulfato cúprico en un tubo de
ensayo, ¿qué color tiene esta disolución?
A continuación añadimos una gota de disolución amoniacal, ¿qué ocurre?
Agitamos el tubo de ensayo y observamos lo que ocurre.
Seguimos añadiendo gotas de la misma disolución amoniacal. Y….
Agregamos unas gotas de una disolución de vitamina C que habremos preparado
previamente disolviendo 1 g en aprox. 50 ml de agua. ¿Qué ocurre ahora?
Calentamos ligeramente con ayuda de las pinzas de madera y dejamos reposar.
¿Qué pasa?
Tomamos en otro tubo de ensayo otros 2 ml de disolución de sulfato de cobre y
añadimos disolución de hidróxido de sodio gota a gota. ¿Qué ocurre?
Seguimos añadiendo hidróxido de sodio. ¿Qué observas ahora?
Llevamos a ebullición el contenido del tubo. ¿Qué ocurre?
Intentemos explicarlo…
Al iniciar la adición de la disolución amoniacal se producirá un precipitado azul
verdoso claro (turquesa), según la siguiente reacción:
Pero si seguimos añadiendo amoníaco se observa que el precipitado se disuelve
totalmente y la disolución adquiere un color azul oscuro intenso, debido a la formación
de un complejo (soluble) según la reacción:
153

Al añadir la solución de ácido ascórbico (vitamina C), el color casi desaparece.
Y tras calentar se observa un depósito rojizo de cobre metálico en forma de polvo
fino, ya que el ácido ascórbico reduce (cede electrones) el Cu
2+
a cobre metálico.
Si lo que añadimos es hidróxido de sodio, inicialmente se forma un precipitado de
hidróxido de cobre de color azulado y aspecto gelatinoso que incluso espesa la disolución.
Al continuar agregando, el precipitado se disuelve y la disolución adquiere un tono
aún más azul (por la formación del ión cuprato CuO
2
2-
) y el calentamiento hasta
ebullición de la disolución da como resultado un precipitado de óxido cúprico de color
negro.
La adición de las primeras gotas debe hacerse lentamente para que pueda
observarse la formación de los precipitados iniciales, puesto que la mayoría de los
hidróxidos metálicos son insolubles y precipitan fácilmente por la adición de bases que
crean un pH básico en la disolución.
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¿Somos alquimistas?
Te proponemos…
Platear una moneda o lámina de cobre y a continuación darle una apariencia dorada.
Usaremos…
Materiales
Un vaso de precipitados.
Un mechero Bunsen.
Un trípode.
Una rejilla.
Unas pinzas metálicas.
Una balanza.
Reactivos
Cinc granalla o polvo.
Hidróxido de sodio.
Monedas de cobre (1, 2 o 5 céntimos).
Agua desionizada.
Limpieza de las monedas:
Vinagre.
Sal común.
Amoníaco.
Jabón líquido.
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Experimentemos…
Preparamos la disolución de cincato de sodio, disolviendo 12 g de hidróxido de
sodio en 50 ml de agua desionizada y, a continuación, tras añadir 2,5 g de cinc a
esa disolución, la calentamos hasta ebullición.
¡Cuidado, el hidróxido de sodio es corrosivo y su disolución es exotérmica!
Limpiamos dos monedas de cobre hasta que brillen, introduciéndolas durante
unos minutos en vinagre con sal común o bien en una mezcla de amoníaco y
detergente para lavavajillas. Las sacamos y lavamos con agua corriente.
Introducimos las monedas en la disolución, dejándolas sumergidas durante unos
2 o 3 minutos. ¿Qué ocurre?
Cuando estén «plateadas» sacamos ambas monedas o láminas con ayuda de
unas pinzas metálicas. Las lavamos para eliminar los restos de disolución de
cincato que puedan quedar.
Ponemos una en la parte superior de la llama oxidante del mechero Bunsen
(color azulado) durante unos segundos hasta que la superficie se vuelva dorada.
Dejamos enfriar para observar.
¿Puedes dar una explicación a los procesos ocurridos? ¿Son cambios químicos o
físicos?
Intentemos explicarlo…
La formación del cincato de sodio se produce según la siguiente reacción al calentar
el cinc en la disolución de NaOH:
El plateado se produce mediante una reacción redox de intercambio de electrones,
que no tendrá lugar si no existe contacto entre el cobre y el cinc.
La ecuación correspondiente a la oxidación del cinc es la siguiente:
157

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.
Los iones de cinc formados adquieren una estructura más compleja para obtener
iones cincato Zn(OH)42- (ac), que al reducirse dan origen al cinc que recubre la moneda
o lámina.
Al calentar a la llama se produce la formación del latón, una aleación de cobre, con
un contenido de cinc de entre 18% y 40%.
El uso de cinc en polvo puede enturbiar la disolución de cincato de sodio, por lo que
debe filtrarse; al filtrado transparente se le añadirá una lámina de cinc para poder
producir su oxidación.
Se debe tener cuidado con el tiempo de:
Contacto de la moneda o lámina de cobre con la disolución de cincato, sólo se
mantiene introducida hasta que se observa su «plateado», ya que si se tiene
durante mucho más tiempo se pueden formar terrones de cinc, que se adhieren
a ésta.
Calentamiento en la llama, ya que el sobrecalentamiento origina un deslustre en
la moneda de cobre.
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Surtidor de agua mágico
Te proponemos…
Demostrar que los gases son materia y ejercen presión.
Usaremos…
Materiales
Un matraz de fondo redondo 500 ml.
Un cristalizador.
Una probeta.
Un tapón horadado.
Un tubo de vidrio.
Piedras de fácil ebullición.
Una pinza.
Una nuez doble.
Unos guantes de calor.
Reactivos
Hidróxido de sodio.
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Agua.
Fenolftaleína.
Experimentemos…
Introducimos en el matraz unos 100 ml de agua destilada junto con unas
piedrecitas de fácil ebullición y unas gotas de fenolftaleína.
Volcamos en el cristalizador una disolución de hidróxido de sodio preparada al
disolver unas pocas lentejas de dicho compuesto.
Calentamos a ebullición el matraz y tapamos con un tapón horadado donde
hemos colocado un tubo de vidrio.
Con ayuda de los guantes y girando la pinza que sujeta el matraz lo invertimos e
introducimos el tubo de vidrio dentro del cristalizador.
Anotamos lo que hemos observado e intentamos dar una explicación.
Intentemos explicarlo…
Al llevar el agua a ebullición conseguimos que salga el aire del matraz y cuando lo
cerremos habrá en su interior vapor de agua y algo de aire. Al cerrarlo e invertirlo, el
enfriamiento del gas del interior provoca un pequeño vacío, de forma que la presión en el
interior es menor que la que ejerce el aire del exterior, por lo que la disolución básica
asciende por el tubo al interior del matraz hasta que se igualen ambas presiones. El
cambio de color observado se produce por el contacto de esta disolución con la
fenolftaleína.
Debemos tomar las precauciones necesarias para no correr riesgos en la
manipulación del matraz caliente, por ejemplo mediante el uso de guantes de calor.
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E
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Indicadores caseros
Te proponemos…
Obtener algunos indicadores de pH a partir de extractos vegetales o de
medicamentos.
Usaremos…
Materiales
Una cazuela o vaso de precipitados.
Un embudo y papel de filtro.
Unos frascos o botellas.
Una placa calefactora.
Una maza y mortero.
Reactivos
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Col lombarda.
Pétalos de rosa.
Curry.
Alcohol etílico.
Un laxante que contenga fenolftaleína como excipiente.
Infusiones de frutos rojos.
Agua.
Experimentemos…
Preparamos el extracto de col lombarda. Para ello podemos proceder de dos
formas:
Troceamos finamente un par de hojas de col lombarda y las introducimos en
el cazo. Agregamos agua y calentamos al fuego manteniendo la ebullición
durante unos 10 minutos. Retiramos del fuego y la dejamos enfriar. A
continuación filtramos el líquido de las hojas usando un embudo con papel de
filtro. El líquido que se ha obtenido, con un intenso color violeta, es el
indicador de pH.
O bien:
Machacamos con un mortero las hojas de col lombarda finamente troceadas
con unos 100 ml de alcohol etílico. Luego filtramos el extracto con el embudo
y el papel de filtro.
Guardamos el extracto de col en un frasco etiquetado o bien impregnamos tiras de
papel de filtro o filtro de café con el extracto y las dejamos secar.
Preparamos el extracto de los pétalos de una rosa roja. Para ello troceamos
finamente los pétalos y los introducimos en un mortero, agregamos unos 50 ml
de alcohol etílico y machacamos los pétalos con una maza y un mortero.
Guardamos el extracto obtenido, una vez filtrado usando un embudo con papel
de filtro, en un frasco debidamente etiquetado y bien cerrado para evitar la
evaporación del alcohol.
Preparamos el extracto de cúrcuma o curry agregando una cucharadita de curry
a unos 50 ml de alcohol etílico, agitando vigorosamente y dejando reposar un
par de minutos. Volvemos a agitar y dejar reposar otras tres veces más con el fin
de extraer la mayor cantidad posible de extracto. Filtramos usando un embudo
con papel de filtro para separar el líquido obtenido del sólido y lo conservamos
tal cual, o bien impregnamos tiras de papel de filtro de café con el extracto y las
dejamos secar.
Preparamos la fenolftaleína a partir del laxante, agregando la pastilla a 50 ml de
alcohol etílico y triturándola todo lo que podamos con el fin de extraer la
164

5.
fenolftaleína. Removemos y, tras dejar reposar un par de minutos, separamos el
líquido obtenido del sólido empleando un embudo con papel de filtro.
Puede que el líquido tenga un ligero color amarillo por los excipientes y otros
principios activos que contiene el medicamento. El extracto se puede conservar
tal cual en un recipiente cerrado para evitar que el alcohol se evapore.
Los tres últimos extractos obtenidos se pueden concentrar calentándolos en una
placa calefactora.
Preparamos las infusiones de frutos rojos o mezcla de frutos rojos y rosa
mosqueta, para lo cual añadimos una bolsa a 50 ml de agua, calentamos hasta
ebullición y la concentramos. Una vez fría la guardamos.
Intentemos explicarlo…
Algunos vegetales como la lombarda o los pétalos de rosa o sustancias como el
curry o algunos medicamentos contienen unos compuestos naturales (antocianinas,
curcumina) o sintéticos (fenolftaleína) que actúan como indicadores ácido-base por la
diferente coloración que adquieren en función del pH.
Las antocianinas constituyen un grupo de pigmentos hidrosolubles responsables de
la coloración roja, azul o violeta de muchas flores, frutas, hortalizas, etc.
La curcumina se obtiene de una especia que procede de la raíz de la cúrcuma
(cúrcuma longa). Para obtener cúrcuma se puede usar curry, pues la raíz de cúrcuma es
la principal especia que contiene el curry.
La fenolftaleína es un indicador de pH muy conocido. La fenolftaleína se usa
frecuentemente en la industria farmacéutica como principio activo de algunos
medicamentos laxantes, de forma que a partir de cualquiera de ellos podemos extraerla.
El cambio de color en función del pH siempre es llamativo en los procesos químicos
y hay múltiples ejemplos para ilustrar estos cambios, que se caracterizan además por su
reversibilidad.
El uso de estas sustancias cotidianas nos permite, por un lado, darnos cuenta de la
cercanía de sustancias químicas que usamos en nuestras casas y, por otro, relacionarlas
con los conceptos que trabajamos en el aula-laboratorio.
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Utilizando indicadores caseros
Te proponemos…
Hacer uso de los indicadores caseros obtenidos en la experiencia anterior con el fin
de detectar la presencia de ácidos y bases a nuestro alrededor.
Usaremos…
Materiales
Tres vasos de precipitados.
Un cuentagotas.
Reactivos
Agua.
Los indicadores obtenidos en la experiencia anterior: extracto de lombarda,
extracto de pétalos de rosa, extracto de curry, de laxante, infusiones de frutos
rojos.
Sustancias de prueba: limón, lejía, detergente, bicarbonato sódico, vinagre, café,
salfumán, alcohol, zumos de frutas, amoníaco...
Experimentemos…
Colocamos un poco de agua en tres vasos transparentes e incoloros.
Agregamos a cada uno de los tres vasos un poco del extracto que queramos
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estudiar.
Usaremos el vaso central como patrón, mientras que los dos vasos restantes se
usarán para determinar las variaciones de color al ir agregando diversas
sustancias.
Para observar bien el color conviene poner un folio blanco debajo de los vasos.
Una vez observes la coloración que presenta cada una de las sustancias deberás
limpiar perfectamente los vasos para poder seguir con el estudio.
Prueba con varias de las sustancias que aparecen en el siguiente cuadro.
ÁCIDOS Y CASEROS
Producto Ácido o base
Vinagre.
Aspirina.
Vitamina C.
Zumos cítricos.
Salfumán.
Líquido de baterías de coche.
Limpiadores amoniacales caseros.
Leche de magnesia (Almax).
Ácido acético.
Ácido acetilsalicílico.
Ácido ascórbico.
Ácido cítrico.
Ácido clorhídrico.
Ácido sulfúrico.
Amoníaco (base).
Hidróxido de magnesio (base).
Completamos ahora la tabla con los colores obtenidos:
Experimentemos…
Los químicos usan el pH para indicar de forma precisa la acidez o basicidad de una
sustancia. Normalmente el pH oscila entre los valores de 0 (más ácido) y 14 (más
básico).
168

En el cuadro siguiente aparece el valor del pH para algunas sustancias comunes.
Los indicadores son colorantes orgánicos, que cambian de color según estén en
presencia de una sustancia ácida o básica. Por ello, utilizando indicadores como los
obtenidos en la experiencia anterior podemos saber el carácter ácido o básico de una
sustancia.
Las características del indicador obtenido con la lombarda:
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Las características del indicador obtenido con los pétalos de rosa son:
En el indicador obtenido a partir de la infusión de frutos rojos los colores obtenidos
pueden variar según la concentración que se utilice y el tipo de infusión.
En el indicador obtenido a partir del extracto de curry las variaciones de color
debidas al cambio del pH son menos acentuadas.
170

1.
2.
En concreto, las sustancias ácidas aportan un color amarillo intenso, mientras que
las sustancias básicas confieren al extracto un color rojo intenso. Entre ambos extremos
el extracto de cúrcuma adquiere coloraciones anaranjadas, tanto más rojizas cuanto
mayor es el carácter básico de la sustancia en cuestión. Ahora bien, como el extracto del
curry ya da color amarillo es difícil determinar las sustancias ácidas; sólo nos valdría para
las básicas.
Por último, la fenolftaleína sólo nos permite determinar si una disolución es básica,
ya que este indicador es incoloro cuando el pH < 8 y adquiere un color rojo violáceo
cuando el pH > 9. El extracto de laxante (fenolftaleína) adquiere un color rosa violáceo
cuando el pH de la disolución es básico.
Hay que tener cuidado con:
No probar ningún ácido o base a no ser que tengas la absoluta certeza de que es inocuo. Algunos
ácidos pueden producir quemaduras muy graves. Es peligroso incluso comprobar el tacto jabonoso
de algunas bases. Pueden producir quemaduras.
El amoníaco es tóxico. Identifica adecuadamente el recipiente que lo contiene. No lo pruebes y no lo
dejes en un sitio donde alguien pudiera probarlo por error.
Como actividad de ampliación te sugerimos que realices la siguiente experiencia:
Test de respiración
Tomamos un vaso que contenga un poco de agua con extracto de lombarda y una gotas de amoníaco
casero y soplamos a través de una pajita de refresco. ¿Qué ocurre? ¿Por qué?
Intentemos explicarlo…
Al soplar expulsamos dióxido de carbono (CO
2), que al burbujear en el agua forma
el ácido carbónico (H
2CO
3). Por este motivo la disolución pasará de color verde
esmeralda a azul oscuro, ya que el ácido formado neutraliza el amoníaco que contiene la
disolución. Al añadir salfumán o vinagre la solución adquiere un pH ácido y su color
cambia a rojo.
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Reloj químico
Te proponemos…
Observar la reacción clásica de yodo con almidón, en la que se forma un complejo
yodo-amilosa de color azul oscuro, pero sin añadir directamente yodo sino obteniéndolo
a través de otra reacción.
Usaremos…
Materiales
Una balanza.
Una probeta.
Una espátula.
Dos vasos de precipitados de 100 ml.
Unos vidrios de reloj.
Unas varillas.
Reactivos
Almidón soluble.
Yodato potásico (KIO
3).
Sulfito ácido de sodio (NaHSO
3).
Agua destilada.
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1.
2.
3.
Experimentemos…
Preparamos la disolución A: pesamos 0,3 g de NaHSO
3 por un lado y 0,06 g de
almidón soluble por otro, los colocamos en un vaso de precipitados y les
añadimos agua destilada hasta completar unos 100 ml de disolución.
A continuación preparamos la disolución B: pesamos 0,6 g de KIO
3 y le
añadimos agua destilada hasta conseguir unos 100 ml de disolución. Si
observamos que cuesta un poco disolver el yodato usaremos un agitador
magnético durante unos segundos.
Una vez bien disueltos los solutos añadiremos la disolución B sobre la disolución
A y esperaremos aprox. 20-25 segundos. Observa y describe lo que ocurre.
Intentemos explicarlo…
La reacción del yodo con el almidón es instantánea, pero en esta experiencia no se
añade yodo directamente sino que se utiliza una reacción previa que produce yoduro (I
-
),
que será el que reaccionará con el yodato potásico para producir yodo molecular (I
2).
Debido a que el potencial de oxidación del sistema yodo-yoduro es muy bajo comparado
con otros sistemas, para producir suficiente cantidad de yodo molecular para que forme
el complejo con el almidón deberá haber reaccionado previamente el sulfito ácido de
sodio, de ahí el retraso en la aparición del color oscuro característico del complejo en la
disolución.
Las etapas en las que se lleva a cabo el complejo proceso nombrado son las
siguientes:
Es una reacción muy espectacular, que nos puede sorprender al mostrarnos cómo
podemos ser «magos» con la química.
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Botellas camaleónicas
Te proponemos…
Observar cambios de color debidos a una reacción química.
Usaremos…
Materiales
Tres matraces Erlenmeyer o botellas de 1 l con tapón.
Varias probetas.
Reactivos
Hidróxido de potasio o hidróxido de sodio.
Glucosa.
Azul de metileno.
Etanol.
Agua.
Fenolftaleína.
P-nitrofenol.
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Experimentemos…
Preparamos una disolución de 0,05 g de azul de metileno en 50 ml de etanol
(0,1%).
Pesamos 8 g de hidróxido de potasio o 6 g de hidróxido de sodio en un
Erlenmeyer o una botella de 1 l.
Añadimos 300 ml de agua y 10 g de glucosa y agitamos hasta que los sólidos se
disuelvan.
Añadimos ahora 5 ml de la disolución de azul de metileno.
Repetimos otras dos veces todo el proceso anterior para preparar las otras dos
botellas: a una de ellas añadimos fenolftaleína y a la otra p-nitrofenol.
Observamos los colores de las disoluciones. Déjalas sobre la mesa y al cabo de
unos minutos… Describe lo que ocurre.
Tapamos las botellas o matraces y agitamos. ¿Qué ocurre?
Esperamos nuevamente. Describe lo que observas.
Agitamos nuevamente y…
Intentemos explicarlo…
La glucosa es un agente reductor y en disolución alcalina reducirá el azul de
metileno a una forma incolora, por lo que se producen los cambios de color: primera
botella azul-incoloro; segunda violeta-rosa, tercera verdeamarillo.
Cuando se agitan de nuevo las disoluciones, la introducción de oxígeno produce una
nueva oxidación del azul de metileno y se logra la vuelta a los colores iniciales, que se
modificarán al volver a oxidarse la glucosa. Podemos repetir el proceso más de 20 veces.
Ninguna de las cantidades mencionadas en el procedimiento son determinantes.
Tener una bata blanca o un folio blanco nos proporciona un fondo ideal para apreciar
mejor los cambios de color.
En un día frío puede que sea necesario calentar la disolución a 25-30 ºC o los
cambios de color serán muy lentos.
También se puede provocar el cambio de color simplemente vertiendo la disolución
desde una altura suficiente en un matraz más grande.
Para confirmar que es el oxígeno el responsable del cambio de color, puede
burbujearse nitrógeno a través de la disolución durante un par de minutos para así
desplazar el aire de la disolución y del matraz. Si se coloca el tapón ahora y se agita la
botella no se producirá ningún cambio de color. Si se vuelve a introducir aire vertiendo la
disolución en otro matraz y agitándola se puede restaurar el sistema.
Hay que tener cuidado en la manipulación del azul de metileno, que ensucia mucho,
y del p-nitrofenol, que es irritante para ojos, piel y vías respiratorias.
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Transformando el vino
Te proponemos…
Producir cambios de color espectaculares mediante rápidas reacciones químicas.
Usaremos…
Materiales
Una botella de vino.
Cinco copas de vino o vasos de precipitados.
Varias probetas.
Espátulas.
Una balanza.
Reactivos
Permanganato potásico.
Ácido sulfúrico (2 M).
Cloruro de bario dihidratado (1 M).
Tiosulfato de sodio pentahidratado (1 M).
Carbonato sódico (2 M).
Agua desionizada.
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Experimentemos…
Preparamos nuestro vino, que realmente es la disolución de permanganato
potásico. Para ello se disuelven en 100 ml de ácido sulfúrico (2 M) 0,4 g de
permanganato y se diluyen con agua desionizada hasta obtener 1 l de disolución
que será aproximadamente 0,0025 M. La introducimos en una botella.
Numeramos las copas del 1 al 5 y la primera copa la dejamos como está, vacía,
y en las demás colocamos las siguientes cantidades: 1 ml de disolución de
tiosulfato sódico en la segunda; 1 ml de disolución de tiosulfato sódico y 3 ml de
cloruro de bario en la tercera; 1 ml de disolución de cloruro de bario en la cuarta
y en la última 1 ml de disolución de tiosulfato sódico y 3 ml de carbonato
sódico.
Añadimos lentamente a cada copa unos centímetros cúbicos del contenido de la
botella.
¿Qué ha pasado? Trata de dar una explicación a lo ocurrido en cada copa.
Intentemos explicarlo…
Se puede realizar como experiencia de magia habiendo añadido previamente en cada
copa los diferentes reactivos (al ser tan pequeños los volúmenes el resto de nuestros
compañeros no los percibirán) y al añadir el «vino» (disolución de permanganato en
medio ácido) observarán lo siguiente:
En la primera copa no pasa nada: parece vino tinto.
En la segunda se produce la decoloración del permanganato mediante un
proceso redox, obteniéndose el ión Mn
2+
( incoloro) junto al ión S
4O
6
2-
(tetrationato) mediante la siguiente reacción:
Por esto decimos que el «vino tinto» se ha transformado en «agua» o «vino
blanco».
En la tercera copa además de la decoloración del permanganato se produce la
precipitación de sulfato de bario, al reaccionar los iones bario con los iones
sulfato presentes en la disolución ácida de permanganato.
180

.
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El «vino» se transforma en «leche».
En la cuarta copa se produce el precipitado de sulfato de bario pero no existe
cambio de color, por lo que el «vino» se ha transformado en «batido de
frambuesa».
En la última copa se produce la decoloración del permanganato y la disolución
ácida reacciona con el carbonato de sodio produciéndose el desprendimiento de
burbujas. El «vino» se transforma en «limonada gaseosa».
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Jardín sin semillas
Te proponemos…
Observar el crecimiento de diferentes cristales coloreados de silicatos al añadir
diferentes cationes a una disolución de vidrio líquido.
Usaremos…
Materiales
Un cristalizador.
Una probeta.
Una espátula.
Una varilla de vidrio.
Un mortero.
Un vaso de precipitados.
Reactivos
Solución comercial de silicato de sodio de densidad 1,33 g/ml.
Cloruro de hierro (III) hexahidratado.
Cloruro cobaltoso hexahidratado.
Cloruro de bario.
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Sulfato manganoso.
Nitrato niqueloso hexahidratado.
Experimentemos…
Preparamos en un vaso de precipitados una disolución diluida de silicato de
sodio 1:4, para lo que diluimos una parte de silicato en cuatro partes de agua.
Echamos en un cristalizador la disolución que hemos preparado previamente.
Trituramos con ayuda del mortero, por separado, pequeñas cantidades de cada
una de las sales indicadas.
Dejamos caer por separado estas sales y observamos lo que ocurre.
Prueba con alguna otra sal e indica la forma y color de los cristales que obtienes.
Intentemos explicarlo…
Al cabo de un breve lapso de tiempo se forman silicatos insolubles de los diferentes
metales añadidos con formas curiosas (agujas, arbustos, estalactitas, estalagmitas...) y
diferentes colores: blanco (Mn [II], Zn [II], Ba [II]), violeta (Co [II]), verde (Cu [II], Ni
[II]) y ocre (Fe [III]).
A través de las membranas de estos silicatos insolubles se introduce agua por
ósmosis, por lo que se expanden y al final se rompen, provocando la aparición de una
nueva membrana y que el proceso se repita.
Hay que tener paciencia a la hora de sembrar los cristales en la disolución del
silicato de sodio para que caigan pequeñas cantidades bien esparcidas, de lo contrario
puede que algunos cristales enmascaren a otros.
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Fuegos artificiales
Te proponemos…
Realizar una reacción de combustión en la que se simulan pequeños fuegos
artificiales.
Usaremos…
Materiales
Una espátula.
Un tubo de ensayo.
Un mechero Bunsen.
Unas pinzas de madera.
Una cápsula de porcelana.
Unos guantes de seguridad.
Reactivos
Clorato potásico.
Carbón activo.
Azúcar.
Experimentemos…
En la vitrina colocamos sobre un azulejo una cápsula de porcelana en la que
introducimos una cucharada de carbón activo.
Con la ayuda de una espátula introducimos una pequeña cantidad de clorato
potásico en un tubo de ensayo.
Lo calentamos directamente a llama con la ayuda de unas pinzas de madera
hasta que funda y lo vertemos con cuidado sobre la cápsula de porcelana. ¿Qué
se observa?
Intentemos explicarlo…
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Se produce instantáneamente la combustión según la reacción:
Puede sustituirse el carbón por azúcar y observar cuál de los dos procesos es más
energético y desprende mayor cantidad de humos.
En lugar de cápsula se pueden moldear previamente con arcilla blanca unos
pequeños volcanes.
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La magia del fuego
Te proponemos…
Producir una reacción de combustión por adición de agua.
Usaremos…
Materiales
Un mortero.
Una espátula.
Un cuentagotas.
Un recipiente metálico.
Una vitrina de gases.
Reactivos
Cinc en polvo.
Nitrato amónico.
Cloruro amónico.
Nitrato de bario.
Agua.
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1.
2.
Experimentemos…
Mezclamos en un mortero pequeñas cantidades de cinc, cloruro amónico y los
dos nitratos.
En la vitrina de gases, cogemos con ayuda de una espátula una cantidad de esta
mezcla y la colocamos en forma de pequeña montaña sobre el recipiente
metálico (puede ser una simple tapa de bote de conserva o lata de pequeña
altura). Añadimos unas gotas de agua destilada y observamos lo que ocurre...
Intentemos explicarlo…
El agua proporciona el medio para que se inicie la reacción entre todas las sustancias
mezcladas. Es una reacción de oxidación del cinc por parte de los nitratos, que se
descomponen muy fácilmente y provocan rápidas reacciones de oxidación.
Otra reacción redox exotérmica es la producida al añadir aproximadamente 1cc de
glicerina (1,2,3-popanotriol) sobre unos 2 g de permanganato potásico finamente
dividido. Se desprende vapor tras un corto periodo de tiempo y se produce una llamarada
de color rosa-violeta pálido (característica de las sales de potasio) al oxidar el
permanganato a la glicerina a dióxido de carbono y vapor de agua.
Pueden existir problemas si la glicerina es vieja, puesto que ha absorbido agua.
Se pueden utilizar supositorios de glicerina, que fundiremos antes de verterlos sobre
el permanganato.
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Destruyendo pistas
Te proponemos…
Borrar un mensaje escrito con una pastilla de vitamina C.
Usaremos…
Materiales
Un pincel.
Un papel.
Un vaso de precipitados.
Reactivos
Solución yodada.
Pastillas de vitamina C.
Agua.
Experimentemos…
Impregnamos un pincel con solución yodada y escribimos un mensaje sobre la
192

2.
3.
superficie blanca del papel.
Ponemos una pastilla de vitamina C en un vaso de precipitados y le añadimos
agua para deshacerla.
Mojamos el pincel anterior, una vez limpio, en la vitamina C y sobrescribimos el
mensaje anterior. ¿Qué ocurre?
Intentemos explicarlo…
La vitamina C es una vitamina hidrosoluble sensible al calor; se trata del ácido
ascórbico y sus sales, los ascorbatos. El ácido ascórbico contiene varios elementos
estructurales que contribuyen a su comportamiento químico: es un agente antioxidante
que en presencia de ciertas sustancias, como por ejemplo el yodo, reacciona con él
oxidándose y destruyendo en este caso el complejo de color azul intenso que formaba el
yodo con la celulosa del papel.
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Decorando con líquidos
Te proponemos…
Observar que líquidos de distintas densidades flotan formando capas, y comprobar
cuáles de ellos son miscibles entre sí.
Usaremos…
Materiales
Un plato.
Un vaso alto.
Un vaso de precipitados.
Una varilla de vidrio.
Reactivos
Miel.
Detergente líquido o glicerina.
Agua.
Colorante alimentario.
Alcohol.
Aceite.
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Experimentemos…
Añadimos un poco de miel para llenar una sexta parte del vaso.
Dejamos caer por las paredes del vaso aproximadamente la misma cantidad de
glicerina y a continuación también la misma cantidad de detergente líquido de
lavavajillas. ¿Dónde se quedan? ¿Caen al fondo o flotan?
En otro vaso de precipitados añadimos unas gotas de colorante al agua y lo
mezclamos bien antes de añadirlo muy lentamente y por las paredes del vaso. A
continuación añadimos el aceite y el alcohol que previamente habremos
coloreado como lo hicimos con el agua.
¿Qué observamos? ¿Por qué permanecen separados?
¿Existe relación entre la posición que tienen en el vaso y la densidad de cada
uno de ellos?
Agitamos el líquido en el vaso con la ayuda de una varilla de vidrio. ¿Alguna de
las capas de mezcla (son miscibles en sí)? Esperamos unos minutos y miramos
de nuevo. ¿Alguno de los líquidos separados permanece separado?
Intentemos explicarlo…
Un líquido flota sobre otro debido a su menor densidad, es por esta razón por la que
se ordenan los líquidos en capas de mayor a menor densidad al dejarlos caer lentamente
por las paredes y evitar que se mezclen.
SUSTANCIADENSIDAD (KG/C)
Alcohol 96º 789
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Aceite 910-925
Agua 1.000
Glicerina 1.260
Miel 1.300-1.400
Se puede completar la práctica dejando caer pequeños objetos de diferentes
materiales: canicas de vidrio o metal, objetos de plástico, corcho, chinchetas, pasta,
legumbres, trozos de vela, etc., y observar que los objetos se hunden hasta que
encuentran un líquido de mayor densidad que la suya.
Se puede realizar la experiencia usando sólo azúcar, agua y colorante alimentario de
modo que se preparen disoluciones de diferente concentración en azúcar como por
ejemplo la que se explica a continuación.
Añadir una cucharada de azúcar en el primer vaso, dos en el segundo, tres en el
tercero, cuatro en el cuarto y cinco en el último vaso. A cada vaso añadimos ahora la
misma cantidad de agua (tres cucharadas) para disolver el azúcar; si en alguno de los
vasos queda azúcar sin disolver añadimos un poco más de agua hasta que se disuelva, y
esa misma cantidad se añade al resto de los vasos y se agitan de nuevo hasta
homogeneizar.
Cuando el azúcar se disuelva completamente se añaden dos o tres gotas de los
diferentes colorantes alimentarios para obtener disoluciones coloreadas de color rojo,
azul, amarillo, verde...
En un vaso alto y estrecho, en una probeta o en un tubo de ensayo añadimos la
disolución más densa (la que contiene más de azúcar). A continuación, ayudándonos de
una pipeta Pasteur, vertimos el resto de las disoluciones de mayor a menor densidad (las
obtenidas al disolver tres, dos y una cucharada de azúcar).
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Arcoíris
Te proponemos…
Observar la formación de mezcla de colores al romper la tensión superficial de la
leche.
Usaremos…
Materiales
Un plato.
Un cuentagotas.
Unos bastoncillos de algodón.
Reactivos
Colorante para alimentos (rojo, azul, amarillo).
Leche.
Detergente líquido.
Experimentemos…
Añadimos un poco de leche a un plato de modo que se cubra bien el fondo.
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2.
3.
4.
5.
Añadimos varias gotas de los colorantes azul, amarillo y rojo en el centro del
plato, intentando que no se mezclen. ¿Dónde queda el colorante? ¿Por qué?
¿Qué ocurrirá al tocar la superficie con un bastoncillo mojado previamente en
jabón?
Lo realizamos y verificamos nuestra hipótesis.
Seguimos tocando la superficie y observando lo que se produce. ¿Cómo
podríamos explicarlo?
Intentemos explicarlo…
Las moléculas de los líquidos se atraen entre sí en todas las direcciones, pero las
que se encuentran en la superficie sólo son atraídas por las de debajo y las adyacentes,
creándose así una especie de film o membrana virtual que impide que otras partículas
penetren; esto es lo que denominamos tensión superficial.
Inicialmente la tensión superficial de la leche mantiene separadas las gotas de
colorante añadidas, impidiendo que éstas traspasen la superficie al interior; pero al añadir
el detergente ésta se rompe y los colores se mezclan entre sí o se desplazan hacia la zona
exterior del plato, por ser ahí donde hay mayor tensión superficial.
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Formación de cristales metálicos
Te proponemos…
Obtener cristales metálicos a partir de disoluciones que contengan sales de dichos
metales.
Usaremos…
Materiales
Unos vasos de precipitados.
Unas pinzas metálicas.
Unos vidrios de reloj o cajas de Petri.
Una espátula.
Una lupa binocular.
Un microscopio digital (optativo pero muy interesante).
Reactivos
Alambre de cobre.
Laminitas o granalla de cinc.
Limaduras de hierro.
Disolución de nitrato de plata (2%).
Disolución de nitrato de plomo (II) (5%).
Disolución de sulfato de cobre (II) (5%).
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1.
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3.
4.
Experimentemos…
Ponemos en un vidrio de reloj o en la tapa de una caja de Petri unas gotas de
disolución de nitrato de plata y con ayuda de unas pinzas metálicas
introduciremos unas dos limaduras de cobre bien limpio (no oxidado).
Observamos el contenido del vidrio de reloj en la lupa binocular y describimos lo
que vemos.
Ponemos ahora en un vaso de precipitados unos 25 ml de disolución de sulfato
de cobre (II) y añadimos unas limaduras de hierro. Al cabo de unas horas
observaremos un color cobre brillante alrededor de las limaduras. Las sacamos
con ayuda de una espátula y las colocamos en un vidrio de reloj para
observarlas a través de la lupa binocular. Describimos lo que vemos.
Introducimos en un vaso de precipitados que contenga unos 25 ml de disolución
de nitrato de plomo (II) un trozo (laminilla, granalla) de cinc. Enseguida
observaremos la aparición de cristales de plomo sobre el trozo de cinc. ¿Qué
aspecto tienen? ¿Cómo crecen?
Intentemos explicarlo…
Si introducimos un trozo de metal más activo en la disolución de otro menos activo
y lo dejamos dentro, un cierto tiempo, tienen lugar procesos de transferencia de
electrones. Mediante esos procesos el metal presente en la disolución se deposita en
forma de cristal, al mismo tiempo que parte del metal introducido inicialmente en la
disolución se «disuelve», es decir, pasa a la disolución en forma de ión metálico.
En las experiencias realizadas los procesos ocurridos serían los siguientes:
De ahí que se observe la aparición de cristales de plata, cobre y plomo
respectivamente. A estos procesos de transferencia de electrones se les denomina
procesos de oxidación-reducción o procesos redox (reducción: ganancia de electrones;
oxidación: pérdida de electrones).
Proponemos el uso de microscopio digital como optativo por la dificultad que puede
203

suponer conseguirlo, aunque su uso hace que la práctica sea mucho más espectacular, ya
que la visualización del crecimiento de los cristales de plata y de los de cobre resulta
bastante impresionante.
Deberemos tener cuidado con la disolución de nitrato de plata, ya que si se derrama
en la mesa hay que limpiarla muy bien al momento para que no deje manchas
permanentes.
Debido a la toxicidad de los reactivos utilizados se debe disponer de botes rotulados
para la recogida de los residuos de la práctica.
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¿De qué color es?
Te proponemos…
Observar el cambio de color que experimenta un papel impregnado con un indicador
según el indicador y el medio con el que se le ponga en contacto.
Usaremos…
Materiales
Láminas de papel con diferentes dibujos sin colorear.
Papel pinocho.
Bolsas de plástico transparentes, incoloras y con cierre hermético.
Pegamento.
Unas tijeras.
Un cristalizador.
Un cuentagotas.
Un soporte.
Una pinza de soporte.
Una nuez doble.
Reactivos
Disoluciones de indicadores.
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Amoníaco.
Ácido acético.
Ácido clorhídrico.
Experimentemos…
Elegimos una lámina con un dibujo sin colorear: camisetas de futbol, hojas de
árboles, botellas de bebida, bailarinas, Hello Kitty, Superman… y copiamos en
un trozo de papel pinocho la forma del dibujo que quieras recubrir: las rayas de
colores de las camisetas de futbol, las hojas de los árboles, la falda de la
bailarina, el líquido de la botella, la capa de Superman…
Una vez conseguidos con el papel pinocho la forma y el tamaño adecuado al
dibujo elegido, lo colocamos en un cristalizador y lo impregnamos con la ayuda
del cuentagotas de la disolución del indicador elegido.
Lo metemos en la estufa de secado o lo dejamos secar a temperatura ambiente.
Una vez seco pegamos sus bordes en la lámina del dibujo adecuando
correctamente su forma.
Añadimos unas gotas de disolución de amoníaco, ácido acético y ácido
clorhídrico en el fondo de la bolsa de plástico con autocierre.
Introducimos en ella la lámina, la cerramos inmediatamente y mantenemos en
posición vertical con ayuda del soporte y las pinzas. ¿Qué observas pasados
unos minutos? ¿Qué crees que ha ocurrido?
Repetimos lo anterior introduciendo la lámina en bolsas que contengan gotas de
diferentes medios y observamos la diferencia de colores.
Intentemos explicarlo…
Los indicadores ácido-base son unos compuestos que se caracterizan por la
diferente coloración que adquieren en función del pH del medio con el que se pongan en
contacto. Así, la fenolftaleína es un indicador ácidobase muy conocido que adquiere un
color violeta en medios básicos, permaneciendo incoloro en presencia de medios ácidos.
Dependiendo de la concentración que tenga la disolución el cambio de color a
observar será más o menos intenso. Para medios básicos es aconsejable el uso de las
disoluciones de amoníaco y para medios ácidos disoluciones de ácido acético o
clorhídrico. Es interesante preparar láminas impregnadas con diferentes indicadores y ver
los diferentes colores que aparecen en presencia de un mismo medio.
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Corazón de mercurio
Te proponemos…
Observar los movimientos rítmicos (latidos) de una pequeña cantidad de mercurio
colocada en un reloj vidrio al producirse un proceso redox por la aproximación de una
aguja o punta de hierro.
Usaremos…
Materiales
Un vidrio de reloj.
Una caja de Petri.
Una balanza.
Un vaso de precipitados 50 ml.
Un matraz de 25 ml.
Una pipeta o dosificador de ácidos.
Un cuentagotas.
Una varilla.
Reactivos
Mercurio.
Ácido sulfúrico 1 M.
Dicromato de potasio 0,1 M.
Una aguja limpia o un clavo de hierro.
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3.
Experimentemos…
Ponemos en un vidrio de reloj que previamente hemos colocado en una caja de
Petri una gota de mercurio de 1-2 cm de diámetro.
Añadimos gota a gota la disolución de ácido sulfúrico 1 M, hasta que la
superficie del mercurio esté cubierta.
Ponemos 1 ml de la disolución de dicromato de potasio 0,1 M encima del
mercurio. Anotamos el color del líquido que sobrenada.
Colocamos un clavo de hierro a lo largo del radio del vidrio de reloj de manera
que la punta toque justo el mercurio.
¿Qué observamos? Anotamos el color del líquido que sobrenada.
Una vez que el mercurio empieza a vibrar, añadimos despacio ácido sulfúrico
concentrado gota a gota para conseguir una vibración mayor.
Lo que hemos observado es comparable a lo que ocurre en un organismo vivo:
mientras haya respiración el organismo latirá. ¿Se puede considerar este
fenómeno como un ser vivo?
Intentemos explicarlo…
Las reacciones químicas pocas veces convierten directamente los reactivos en
productos, sino que suelen producirse procesos intermedios cuyas sustancias no están
presentes ni en los reactivos ni en los productos. Algo así ocurre en este experimento:
El pozo de mercurio en forma de esfera debido a la tensión superficial tiene una
gran carga eléctrica en la superficie.
El anión dicromato (Cr
2O
7
-2
) en medio ácido oxida al mercurio, le «arranca»
electrones, transformándolo en el ion Hg
+
o Hg
2
2+
, que como son insolubles en
el medio se quedan en la superficie, que está cargada positivamente. Los
cationes de mercurio se repelen entre sí, disminuye la tensión superficial de la
gota y ésta se aplana.
Cuando se aplana, toca al clavo, el hierro reacciona con el Hg
2
+ y el mercurio se
regenera, con lo que la superficie de la gota pierde su carga y vuelve a su estado
original, abombado.
210

4.El proceso se repite, generando una pulsación del aluminio como si fuera un
corazón.
Conviene usar mercurio puro y limpio.
El vidrio de reloj se coloca sobre una caja de Petri, de manera que pueda ser
fácilmente retirado y permita recoger cualquier posible derrame.
Se visualizan muy bien las palpitaciones usando un retroproyector.
La oscilación durará mientras quede suficiente dicromato y hierro.
Al finalizar se retira el clavo y se separa el mercurio del líquido sobrenadante con un
cuentagotas. El mercurio se separa y el líquido se puede desechar.
Hay que tener mucha precaución de no derramar nada de mercurio y recogerlo todo bien, ya que
el mercurio es una sustancia muy tóxica para el medio ambiente.
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Azúcar negrito negrito
Te proponemos…
Observar la formación de carbón como consecuencia de la reacción química de
deshidratación del azúcar por la acción del ácido sulfúrico.
Usaremos…
Materiales
Un vaso de precipitados de 250 ml de pequeño diámetro (alto).
Una varilla de vidrio (no muy corta).
Una balanza.
Una probeta.
Una campana de gases.
Reactivos
Ácido sulfúrico concentrado.
Azúcar (sacarosa).
Experimentemos…
Pesamos con una balanza unos 40 g de azúcar en un vaso de precipitados.
213

2.
3.
4.
Después añadimos con ayuda de la probeta 12 ml de ácido sulfúrico.
Trabajamos en la campana de gases a partir de este momento.
Agitamos cuidadosamente con la varilla hasta que la mezcla sea homogénea,
sacamos la varilla y la dejamos en el interior de otro vaso y observamos lo que
ocurre.
¡Cuidado con el ácido sulfúrico, provoca graves quemaduras y los gases que emana son
tóxicos!
Describe lo que ocurre.
Intentemos explicarlo…
Al añadir el sulfúrico se nota al principio que hay «cierto olor a caramelo» que
recuerda al proceso casero de quemar el azúcar, pero ésta va adquiriendo un color
marrón, que poco a poco se transforma en negro y al final, junto a una gran humareda,
se obtiene un sólido esponjoso debido a un aumento de volumen.
El ácido sulfúrico es, además de un ácido fuerte, un potente deshidratante capaz de
quitarle agua al azúcar. Pero ¿tiene agua el azúcar? No, pero junto al carbono se
encuentran unidos átomos de H y grupos OH- que producen la formación de vapor de
agua, quedando solamente el carbono:
Simultáneamente se produce un proceso de oxidación de los átomos de carbono de
la molécula de azúcar por el ácido sulfúrico, obteniéndose anhídrido carbónico y ácido
sulfuroso, que se descompone en dióxido de azufre y agua.
214

El ácido sulfuroso, a su vez:
El calor generado en el proceso produce la evaporación del agua, quedándose las
burbujas de vapor de agua atrapadas en el esqueleto carbonoso junto al resto de los gases
(óxidos de azufre y de carbono). Esto hace que el carbono obtenido se esponje y
ascienda por el vaso de precipitados.
Es una reacción muy vistosa pero muy exotérmica que exige tomar precauciones y
medidas de seguridad, por lo que es aconsejable hacerla en la campana de gases,
guardando una prudente distancia de los gases que emana la reacción, ya que son
tóxicos.
215

Bloque III
Química y luz
216

217

218

1.
2.
3.
Presentación
Las reacciones químicas no sólo permiten transformar la materia y obtener nuevas
sustancias sino que muchas veces las reacciones nos aportan energía debido al diferente
contenido energético de los reactivos y los productos de la reacción. Precisamente una de
las formas en que se manifiesta esta energía es en forma de luz (quimioluminiscencia).
Desde la prehistoria hemos utilizado la luz del sol para calentarnos durante el día y
la de una llama para iluminarnos durante la noche. Diariamente utilizamos la química y la
luz en las comunicaciones, la electrónica, la medicina y la industria del entretenimiento.
En la naturaleza, hay animales que emiten luz propia (bioluminiscentes), como por
ejemplo las medusas para atraer a sus presas, los peces que viven en zonas abisales
carentes de luz o las luciérnagas que emiten luz para atraer a su pareja sexual con fines
reproductivos.
La fotoquímica es la rama de la química que se ocupa del efecto de la luz para
inducir o modificar cambios químicos, lo que conlleva grandes aplicaciones en nuestro
mundo, por ejemplo en la bioquímica, medicina, farmacología, criminología, fotografía…
De todos es conocido que la exposición a la luz de una película fotográfica produce su
revelado, proceso que se lleva a cabo mediante una reacción química en la que participan
sales de plata (fotosensibles).
En este capítulo se proponen una serie de experimentos encaminados a acercar al
alumnado a estos fenómenos en los que se observan los efectos de la luz de manera
atractiva y espectacular, y a través de los cuales se trabajan los siguientes contenidos
científicos: estructura atómica, enlace, energía de las reacciones en procesos redox y
combustiones.
Situaciones problemáticas
Algunas de las situaciones problemáticas que podemos plantear relacionadas con las
actividades experimentales de este capítulo son las que se enumeran en el recuadro de la
página siguiente.
Antes de que existieran las cámaras digitales en la manufactura de películas fotográficas se necesitaba
una gran cantidad de plata que, debido a su valor, se recuperaba en el proceso de revelado. Este proceso
implica una reacción química ¿cuál es?
Si vas por el campo por la noche con frecuencia habrás visto muchas luciérnagas. ¿Cómo explicas la luz
que emiten estos animales?
En la investigación criminal, tal y como vemos en algunas películas y series de televisión, los forenses y
la policía científica suelen utilizar un líquido con el que rocían la escena del crimen y que en la oscuridad
produce una luz especial en las zonas donde existen restos de sangre. ¿Cuáles son los fundamentos
219

4.
5.
6.
físico-químicos de estas actuaciones?
Las lámparas que se usan para el alumbrado público, las luces fluorescentes y las señales de neón de las
tiendas se basan en la emisión atómica, ¿sabrías decir en qué consiste?
Los indios «ute», pobladores de Colorado, utilizaban para producir luz en sus ceremonias unas sonajas
que construían con piel de búfalo (traslúcida) que rellenaban con cristales de cuarzo. ¿Cómo explicarías
este fenómeno?
Durante el terremoto del 15 de agosto del 2007 en Perú los limeños observaron durante la noche una
luminosidad que adoptó diferentes colores. Algunos medios de comunicación atribuyeron esta
luminosidad a un fenómeno llamado triboluminiscencia, ¿en qué consiste este fenómeno?
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3.
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Produciendo luz
Te proponemos…
Observar que el cambio de energía que se produce en las reacciones químicas no es
siempre en forma de calor sino que en algunos casos se aprecia por emisión de luz.
Usaremos…
Materiales
Una balanza.
Dos probetas de 10 ml.
Dos embudos de decantación.
Un soporte.
Unas pinzas.
Unas nueces.
Un refrigerante.
Un vidrio de reloj.
Un matraz aforado.
Reactivos
Luminol.
Hidróxido de sodio.
Lejía (hipoclorito de sodio).
Experimentemos…
Disolvemos 0,1 g de luminol y 1 g de hidróxido de sodio en 250 ml de agua
(disolución A).
Introducimos 25 ml de lejía en un matraz aforado de 250 ml y añadimos el agua
necesaria para obtener una disolución al 10% de hipoclorito sódico (disolución
B).
Medimos con una probeta 10 ml de la disolución B y con otra probeta 10 ml de
la disolución A.
222

4.
5.
6.
7.
Hacemos un montaje sujetando verticalmente un refrigerante mediante pinzas y
nueces a un soporte.
Preparamos un tapón de goma con dos orificios por donde metemos las partes
inferiores de dos pequeños embudos de decantación y tapamos con él la parte
superior del refrigerante.
Estando las llaves de los embudos de decantación cerradas, vertemos ambas
disoluciones en sendos embudos de decantación.
En la oscuridad y al mismo tiempo, abrimos las llaves de los dos embudos. ¿Qué
se observa al entrar en contacto la disolución A con la disolución B?
223

Intentemos explicarlo…
La producción de luz es una reacción química que recibe el nombre de
quimioluminiscencia. Un ejemplo es la oxidación del luminol, en medio básico, que
produce una luz de color azul. En la reacción se produce una molécula con electrones en
niveles excitados que emiten energía luminosa al pasar al estado fundamental.
Como agentes oxidantes pueden usarse el hipoclorito de la lejía, como en este caso,
224

o agua oxigenada, permanganatos o perboratos, y como catalizadores se pueden usar
ferrocianuro de potasio o sales de metales como cobre (II) o cobalto (II). Cuanto más
oscuro se encuentre el laboratorio se apreciará mejor la quimioluminiscencia. La
temperatura, el pH, el catalizador y la propia concentración de luminol influirán en que la
luz que obtengamos sea más o menos brillante y en la duración de la emisión.
Una aplicación de esta oxidación del luminol es utilizada por la policía para descubrir
sangre en el escenario de un crimen. Así se pueden detectar restos de manchas de sangre
en tejidos ya que, dado que la hemoglobina de la sangre contiene hierro (III), actúa como
catalizador. Para ello se pulveriza la solución de luminol en la zona de la ropa donde se
sospecha que ha habido sangre (es capaz de detectar cerca de 1 µl de sangre en 1 l de
disolución) puesto que la reacción quimioluminiscente se produce a pesar de que la
mancha no sea perceptible a simple vista.
A partir de esas manchas se puede extraer ADN para proceder a la identificación.
Las disoluciones de luminol son sensibles a la luz y a los cationes metálicos y son
estables en periodos de 8-12 horas pero térmicamente inestables.
225

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Luz por frotamiento
Te proponemos…
Producir luz azul a partir de trozos de azúcar y un aceite de gaulteria.
Usaremos…
Materiales
Un mortero con mano.
Un vaso pequeño de precipitados.
Reactivos
Terrones de azúcar.
Aceite de gaulteria.
Experimentemos…
Colocamos unos terrones de azúcar en un mortero de vidrio.
Ponemos unos mililitros de aceite de gaulteria en un vaso pequeño de
precipitados y metemos la mano del mortero en el aceite.
Estando la habitación totalmente a oscuras sacamos la mano del mortero
impregnada en el aceite de gaulteria y la llevamos rápidamente al mortero para
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machacar con movimientos rápidos y fuertes los terrones de azúcar. ¿Qué se
observa?
Intentemos explicarlo…
La luminiscencia que se observa al frotar ciertas sustancias se denomina
triboluminiscencia, una palabra derivada del término griego tribo, que significa ‘frotar’,
y del latino lumin, que significa ‘luz’. En general, la triboluminiscencia se refiere a la
producción de luz por frotamiento o al golpear, triturar, etc. determinadas sustancias.
Esta práctica es un ejemplo claro de este fenómeno, ya que se produce luz
triturando terrones de azúcar. En realidad, la luz no se produce directamente en el azúcar.
Al triturar los terrones, el choque forzado entre las moléculas de azúcar provoca que
algunos de sus electrones se «liberen» de la atracción nuclear y choquen con otros
electrones de las moléculas de nitrógeno presente en el aire, haciendo que estos pasen a
un nivel excitado, de forma que cuando caen de nuevo a su estado fundamental emiten
energía, fundamentalmente en forma de radiación luminosa.
Como la mayor parte de esta radiación es ultravioleta, para observarla se usa una
sustancia luminiscente, el aceite de gaulteria. Este aceite absorbe la luz ultravioleta
emitida por el nitrógeno y emite la luz azulada que se puede observar en la oscuridad.
Para observar la triboluminiscencia es importante que nuestros ojos se hayan
acostumbrado a la oscuridad durante unos minutos.
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Impresión fotográfica
Te proponemos…
Impresionar un papel mediante una reacción química producida por la luz.
Usaremos…
Materiales
Un papel.
Un pincel.
Una baldosa.
Diferentes objetos opacos y transparentes o traslúcidos.
Reactivos
Disolución de cloruro de potasio.
Disolución de nitrato de plata.
Experimentemos…
Pintamos un trozo de papel con un pincel impregnado de disolución de cloruro
de potasio y lo secamos en la estufa de secado a una temperatura baja.
Volvemos a pintar el papel (por la misma cara) pero ahora con disolución de
nitrato de plata, lo dejamos secar apoyado en una baldosa y en total oscuridad.
Colocamos la baldosa con el papel en un sitio donde le dé bastante luz y
ponemos encima varios objetos opacos y alguno transparente o traslúcido y lo
dejamos sin mover durante varias horas.
230

4.Retiramos los objetos de encima del papel y observamos lo que ha ocurrido. ¿Se
observa lo mismo en todos los objetos? ¿Por qué?
Intentemos explicarlo…
El fundamento de este fenómeno es la acción de la luz sobre el cloruro de plata.
Como este compuesto es prácticamente insoluble en agua, lo fijamos produciéndolo
sobre el propio papel que hace de soporte, mediante una reacción química entre el
cloruro de potasio y el nitrato de plata, pues éstos sí son solubles en agua y pueden
depositarse bien en el papel.
El cloruro de plata es una sustancia fotoquímica, por lo que ha de guardarse en la
oscuridad. Cuando se expone a la luz se oscurece rápidamente quedando en el papel la
impresión de los cuerpos opacos colocados encima, lo que da una imagen «negativa» del
objeto. Debido a esta característica estos compuestos de plata se usan para hacer
soportes fotográficos: películas y papel.
Al hacer la práctica, es interesante colocar en el papel tanto cuerpos opacos como
traslúcidos para ver la diferencia del negativo obtenido dependiendo de que el objeto deje
pasar la luz o no.
Además de usarse cloruro de plata podría utilizarse bromuro de plata o yoduro de
plata, partiendo entonces de disoluciones de bromuro potásico o yoduro potásico.
231

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E
1.
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Alumbrado prehistórico
Te proponemos…
Producir luz usando el tuétano, la grasa blanquecina presente en el interior de los
huesos.
Usaremos…
Materiales
Un hilo de algodón grueso.
Una baldosa.
Cerillas o un mechero.
Reactivos
Huesos de caña.
Experimentemos…
Colocamos un hueso de caña encima de una baldosa y le introducimos por la
parte superior el hilo grueso de algodón todo lo que podamos para que se
233

2.
impregne bien de la grasa presente en el interior del hueso.
Cortamos el resto del hilo de algodón dejando aproximadamente uno o dos
centímetros fuera del hueso y encendemos la mecha. ¿Qué ocurre?
Intentemos explicarlo…
El tuétano de los huesos es una grasa que el hombre prehistórico quemaba para
iluminarse. Su funcionamiento es muy sencillo: al arder la mecha se funde la grasa, que
asciende por la mecha por capilaridad, constituyendo así el combustible que mantiene
encendida la llama. La combustión es inodora y sin humos y produce una luz intensa y
duradera, por lo que hizo posibles las pinturas rupestres en el Paleolítico superior.
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Volcanes en el laboratorio 1: vapores
violetas
Te proponemos…
Observar una reacción fuertemente exotérmica que simula la acción de un volcán en
el laboratorio.
Usaremos…
Materiales
Una cápsula de porcelana o una lata metálica.
Una espátula.
Un mortero.
Una balanza.
Una campana de gases.
Reactivos
Yodo.
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5.
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Aluminio.
Agua.
Experimentemos…
Pesamos 2 g de yodo, que conviene que trituremos con ayuda del mortero para
obtener polvo.
Añadimos 0,3 g de aluminio en polvo y mezclamos bien con ayuda de la
espátula.
Pasamos la mezcla a una superficie metálica o cualquier otra superficie
resistente al calor y la introducimos en la campana de gases.
Iniciamos la reacción añadiendo unas gotas de agua con ayuda de una pipeta.
Observamos y anotamos lo que ocurre.
Intentemos explicarlo…
La función del agua en este proceso es la de disolver un poco de yodo y permitir el
contacto entre los reactivos. Por ello, tras añadir las gotas de agua empieza en unos
instantes la reacción con emisión de vapores, primero violetas de yodo y luego marrones,
y por último la mezcla se enciende y mantiene incandescente. La reacción redox que
tiene lugar es:
Por razones de seguridad es conveniente realizar la experiencia en la campana de
gases.
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E
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Volcanes en el laboratorio 2: cono verde
Te proponemos…
Observar una reacción de descomposición donde saltan chispas, se desprenden
gases y se produce un gran volumen de sólido, semejante a lo que ocurre en la erupción
volcánica.
Comprobar que en la reacción química se ha producido un cambio en la
composición de las sustancias que intervienen en ella (lo que podemos observar por el
cambio de color que se produce).
Usaremos…
Materiales
Un volcán de arcilla.
Un clip.
Unas pinzas.
Un mechero Bunsen.
Una campana de gases.
Reactivos
Dicromato de amonio.
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3.
4.
5.
Experimentemos…
Podemos moldear con arcilla sobre una baldosa o tablero de madera un volcán
con su cráter de modo que la base tenga por lo menos 5 cm de espesor y lo
dejamos también secar.
Ponemos dentro del volcán una pequeña cantidad de dicromato amónico.
En una campana de gases colocamos sobre una baldosa resistente al calor el
volcán con el dicromato amónico.
Con ayuda de una pinza de madera calentamos un clip al rojo vivo a la llama del
mechero Bunsen y lo colocamos rápidamente sobre el dicromato.
Observamos y anotamos lo que ocurre.
Intentemos explicarlo…
La reacción vistosa que se produce es:
El dicromato (metaestable a temperatura ordinaria) se descompone (al elevar la
temperatura) produciéndose chispas y «cenizas» de color verde correspondientes al
óxido de cromo que tienen un volumen superior al inicial, pero de menor masa por el
desprendimiento de gas nitrógeno y vapor de agua (que son los que aportan una textura
esponjosa al óxido de cromo [III]). El cambio de color (de naranja a verde) que se
produce revela que en la reacción se forman nuevas sustancias por la transformación del
reactivo.
Por razones de seguridad es conveniente realizar la experiencia en la campana de
gases.
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Volcanes en el laboratorio 3: erupción
blanca
Te proponemos…
Observar una reacción redox que se manifiesta en forma de una erupción volcánica.
Usaremos…
Materiales
Un volcán de arcilla.
Un mechero Bunsen.
Una campana de gases.
Varias tiras de papel de filtro.
Reactivos
Nitrato de potasio.
Carbón.
Azufre.
Experimentemos…
Preparamos una disolución saturada de nitrato de potasio utilizando unos pocos
mililitros de agua, en la que introduciremos unas mechas hechas con papel de
242

2.
3.
4.
filtro para que se empapen bien. Dejamos secar estas mechas.
Podemos moldear con arcilla sobre una baldosa o tablero de madera un volcán
con su cráter de modo que la base tenga por lo menos 5 cm de espesor y lo
dejamos también secar.
Pesamos 4 g de nitrato de potasio, 0,7 g de carbón y 0,64 g de azufre, lo
mezclamos bien y lo colocamos en el fondo del cráter, o bien sobre un material
refractario si no se ha moldeado el cráter.
Metemos en la mezcla anterior la mecha de papel previamente preparada.
Ponemos nuestro volcán en la campana de gases y encendemos con cuidado.
Intentemos explicarlo…
La combustión de la mecha de nitrato aporta la suficiente energía para producirse la
reducción del nitrato y oxidación del carbón y azufre de la muestra.
Por razones de seguridad es conveniente realizar la experiencia en la campana de
gases.
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244

E
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1.
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.
El ladrón de llamas
Te proponemos…
Observar la importancia del punto de ignición mediante una experiencia sencilla.
Usaremos…
Materiales
Un mechero Bunsen.
Un colador metálico.
Cerillas.
Una baldosa.
Reactivos
Gas propano.
Experimentemos…
Una vez encendido el mechero Bunsen acercamos el colador metálico hasta
tocar con la tela metálica la boca del mechero. Lo mantenemos un poco en
245

2.
contacto con él y comenzamos a separarlo alejándolo hacia arriba. ¿Qué
observas?
Una vez que tengas el colador bastante alejado del mechero pasamos el dedo
por el espacio que queda entre la boca del mechero y el colador. ¿Te parece
mágico? ¿Por qué?
Intentemos explicarlo…
Al tocar con la tela metálica del colador la boca del mechero se disipa el calor y hace
que disminuya la temperatura del gas en dicha zona hasta ser menor que su temperatura
de ignición. Por ello, al alejar el colador hacia arriba la combustión del gas no tiene lugar
en la misma boca del mechero sino en el colador, que ha alcanzado suficiente
temperatura como para que el gas arda con su contacto.
Es interesante hacerles ver que no hay llama en la zona situada entre la boca del
mechero y el colador y por ello pueden pasar el dedo por esa zona sin quemarse.
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247

E
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¡Vaya luz más intensa!
Te proponemos…
Aprovechar la reacción de descomposición del clorato potásico para generar una
reacción de combustión.
Usaremos…
Materiales
Un tubo de ensayo de vidrio.
Un mechero Bunsen.
Unas pinzas de madera.
Una espátula.
Unas gafas de seguridad.
Una campana de gases.
Cerillas.
Unas pinzas metálicas.
Una gradilla.
Unos palillos largos de madera.
Reactivos
Clorato potásico.
Bolitas de papel.
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1.
2.
3.
4.
5.
-
-
6.
7.
8.
.
Ositos de gominola.
Experimentemos…
Preparamos una gradilla, un tubo de ensayo, pinzas de madera, pinzas de metal,
un palillo largo de madera y un mechero.
Colocamos una pequeña cantidad de clorato de potasio dentro del tubo de
ensayo.
Preparamos unas pequeñas bolas de papel para ser sostenidas con las pinzas de
metal.
Tomamos el tubo de ensayo con ayuda de las pinzas de madera y encendemos
el mechero.
Empezamos a calentar el tubo de ensayo siguiendo las normas de seguridad:
Dirigimos el tubo de ensayo hacia donde no haya nadie.
Calentamos el tubo de ensayo inclinado y sin dejar de moverlo.
Encendemos el palillo largo de madera, lo apagamos y lo introducimos
rápidamente (mientras esté incandescente) en el interior del tubo de ensayo
procurando no tocar las sustancias químicas que toman parte en la reacción.
¿Qué observas? ¿Por qué?
Mientras se está produciendo la reacción, acercamos una bola de papel a la boca
del tubo con ayuda de las pinzas de metal y la dejamos caer dentro. ¿Observas
algo?
Repetimos el paso anterior pero introduciendo un osito de gominola en el tubo
de ensayo. ¿Qué observas?
Intentemos explicarlo…
El clorato de potasio se descompone por acción del calor en cloruro de potasio y
oxígeno. De esta forma queda dentro del tubo de ensayo una atmósfera rica en oxígeno
y, por eso, al introducir el palillo apagado pero incandescente comienza a arder otra vez.
Asimismo la presencia de bolitas de papel o gominolas provoca una violenta y
espectacular reacción de combustión.
Por razones de seguridad es conveniente realizar la experiencia en la campana de
gases y utilizando tubos de ensayo de vidrio Pyrex para evitar su explosión.
249

Bloque IV
Química y calor
250

251

252

1a.
1b.
Presentación
Además de cumplir la ley de conservación de la masa (ley de Lavoisier), los
procesos químicos llevan asociada en la mayoría de los casos una variación de energía
entre los reactivos y las sustancias obtenidas al final del proceso; este intercambio de
energía se manifiesta a menudo como un intercambio de calor entre el sistema que
reacciona y el entorno. Las reacciones químicas que liberan calor reciben el nombre de
reacciones exotérmicas y las que lo absorben endotérmicas.
Tanto el aprovechamiento de la energía liberada en algunas reacciones como el
proceso inverso (en el que se necesita un aporte de energía para que se produzca la
reacción) ponen de manifiesto la importancia que tienen los intercambios energéticos en
los procesos químicos.
Seguramente la reacción química más utilizada a lo largo de la historia ha sido la
dirigida a la obtención del fuego como fuente de luz y de calor.
En la actualidad los temas relacionados con calor y temperatura son parte de nuestro
entorno cotidiano: refrigeraciones, calefacciones, aislamientos térmicos, etc. En otro
orden de aplicación están las bolsas de frío o calor que habitualmente aplicamos para
aliviar lesiones, así como los recipientes de bebidas (café, chocolate, té, sopas, etc.) que
se autocalientan rápidamente, sin necesidad de llamas u otros sistemas de calefacción
externa.
En este capítulo repasamos un conjunto de experimentos relacionados con el frío y
el calor y en los que se trabajan los siguientes conceptos: estructura de la materia, energía
de las reacciones en procesos redox y combustión, energía de activación, catalizadores.
Situaciones problemáticas
Algunas de las situaciones problemáticas que podemos plantear relacionadas con las
actividades experimentales de este capítulo son las siguientes:
Cuando queremos aliviar una lesión tras haber practicado deporte o haber tenido, por ejemplo, un
esguince de tobillo, nos recomiendan a veces que apliquemos calor, otras veces frío o incluso hacer
contrastes de calor/frío. Una buena solución para cuando estamos en casa es utilizar una manta eléctrica o
aplicar unos hielos. Pero otras veces no lo tenemos tan fácil y para ello la ciencia y la tecnología han buscado
soluciones y han comercializado unas bolsas con un «gel y una pequeña pieza metálica» en su interior que
puede producir la aparición de calor.
¿Qué función tiene ese dispositivo? ¿Qué proceso ocurre? ¿Cómo se puede regenerar la bolsa de calor?
En caso de que necesitemos aplicar frío y no tengamos un congelador a mano, hay otras bolsas similares
a las de la cuestión anterior; esto es, aplicando un golpe a la bolsa comienza un proceso acompañado de
la sensación de frío. Explica qué ocurre. Estas bolsas tienen un inconveniente respecto a las bolsas de
253

2.
3.
4.
5.
6.
7.
calor, ¿cuál es?
Vamos a diseñar un recipiente para comercializar una «bebida autocalentable». Dibuja «el corte» del
recipiente e indica dónde colocarías cada reactivo, las medidas de seguridad que deberíamos tomar, etc.
¿Cómo podríamos calentar biberones si no tenemos «fuego»?
Los jugadores y jugadoras de golf necesitan un calentador para mantener sus manos calientes en un día
frío. ¿Qué productos químicos se podrían poner en estos calentadores?
Cuando tenemos que limpiar una pequeña herida utilizamos agua oxigenada. A los pocos segundos de
aplicarla aparecen en la piel unas burbujitas a modo de espuma, ¿qué explicación le das a la aparición de
burbujas?
Si vamos a un concierto de nuestro grupo de música favorito y no queremos pasar mucho calor, ¿dónde
nos tendríamos que sentar, en la parte baja o alta de las gradas? ¿Por qué?
Aunque el 90% de las cenizas producidas por los incineradores permanecen en las calderas y se recogen
en las rejillas, hay un 10% de cenizas que se consideran contaminantes del aire. ¿De qué cenizas estamos
hablando?
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255

E
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¿De dónde viene este calor?
Te proponemos…
Observar reacciones en las que se produce calor (exotérmicas).
Usaremos…
Material
Unos vasos de precipitados.
Una espátula.
Unos guantes de látex.
Unas gafas de seguridad.
Una varilla de vidrio.
Un termómetro.
Reactivos
Ácido clorhídrico (1 M).
Hidróxido de sodio.
Sulfato de cobre (II).
Limaduras de hierro.
Experimentemos…
Procedimiento A
256

1.
2.
3.
4.
5.
1.
2.
3.
4.
5.
Después de habernos puesto los guantes de látex y las gafas de seguridad,
cogemos un vaso de precipitados pequeño y añadimos unos 20 ml de disolución
de ácido clorhídrico.
Introducimos el termómetro en la disolución y anotamos su temperatura.
Añadimos al ácido clorhídrico, muy lentamente, unas lentejas de hidróxido de
sodio (de una en una) y después de agitar con la varilla medimos la nueva
temperatura.
¿Qué ha ocurrido?
Sabiendo que los reactivos son ácido clorhídrico e hidróxido de sodio, ¿cómo
podríamos escribir la ecuación química correspondiente?
Procedimiento B
Cogemos un vaso de precipitados pequeño y después de introducir unos 20 ml
de agua añadimos, con ayuda de una espátula, sulfato de cobre (II) hasta que
nos cueste disolverlo (disolución concentrada).
Introducimos el termómetro en la disolución anterior y anotamos su
temperatura.
Añadimos ahora unas limaduras de hierro y removemos un poco. Después de
esperar unos 5-10 minutos medimos de nuevo la temperatura.
¿Qué ha ocurrido?
Sabiendo que los reactivos son sulfato de cobre (II) y hierro metal, ¿cómo
podríamos escribir la ecuación química correspondiente a la reacción anterior?
¡Cuidado, algunas de las disoluciones anteriores pueden producir quemaduras! ¡No toques ningún
producto ni disolución!
Intentemos explicarlo…
Cuando un proceso químico ocurre con desprendimiento de energía en forma de
calor, se dice que se trata de un proceso exotérmico. Este fenómeno se debe a la
257

diferencia de energía de los reactivos y productos implicados en el proceso químico, esto
es, la energía de los reactivos es mayor que la de los productos y la diferencia se
desprende en forma de calor.
Seguramente habéis usado alguna vez las «bolsas de calor» de uso instantáneo para
aliviar algún dolor después de una caída o de un tirón tras una actividad deportiva; ¿te
has preguntado de dónde sale ese calor? Lo que ocurre en su interior es precisamente
una reacción exotérmica.
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259

E
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.
¿De dónde viene este frío?
Te proponemos…
Observar una reacción endotérmica entre dos sólidos.
Usaremos…
Materiales
Un matraz Erlenmeyer.
Un termómetro (de -38 ºC a 50 ºC).
Reactivos
Hidróxido de bario.
Cloruro amónico.
Experimentemos…
260

1.
2.
3.
4.
En un Erlenmeyer introducimos 8 g de hidróxido de bario junto a 2,75 g de
cloruro amónico.
Agitamos suavemente para poder mezclar bien los reactivos.
Introducimos un termómetro y observamos lo que ocurre en el Erlenmeyer.
Para identificar los vapores que se desprenden nos acercamos al Erlenmeyer y
con un ligero movimiento de la mano intentaremos hacer llegar los vapores a
nuestra nariz.
¿Qué gas es? ¿Qué temperatura marca el termómetro? ¿Qué aspecto tiene el
contenido en el matraz Erlenmeyer?
Intentemos explicarlo…
La reacción que tiene lugar es de doble desplazamiento:
A los pocos segundos después de mezclar bien los reactivos se detectará la
formación de amoníaco, por su olor característico, y la formación de una cantidad de
líquido. El olor de amoníaco se debe al equilibrio de descomposición:
No conviene respirar el amoníaco, ya que se trata de un gas muy irritante.
El agua producida en la reacción permite la disolución del NH
4OH.
El frasco se enfría, y el vapor de agua de la humedad del ambiente se condensa en
el exterior del recipiente. El descenso de temperatura permanece durante varios minutos,
lo que se puede poner de manifiesto bien usando el termómetro, bien un papel doblado
mojado o un vidrio de reloj con un poco de agua en la parte inferior del Erlenmeyer
donde se produce la reacción. El agua se congelará y al levantar el Erlenmeyer se
levantará con él lo colocado en la parte inferior.
Otra reacción endotérmica que también puede observarse al tacto o con ayuda de
un termómetro es la producida entre Na
2CO
3.10 H
2O (previamente triturado con ayuda
de un mortero) y un alumbre de hierro, por ejemplo el NH
4Fe(SO
4)
2. 12 H
2O. Se
produce un cambio de color del morado claro del alumbre a un tono marrón amarillento
del óxido de hierro (III), acompañado por la efervescencia correspondiente al
261

desprendimiento de dióxido de carbono.
También en este caso la mezcla se hace parcialmente líquida.
262

263

E
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¿Por qué un tornillo no se enciende y el
estropajo, sí?
Te proponemos…
Observar una oxidación del hierro más rápida de lo habitual que va acompañada de
un desprendimiento de energía.
Usaremos…
Materiales
Una pila de 9 V.
Una pila de 4,5 V.
Una baldosa o un recipiente metálico.
Reactivos
Lana de acero.
264

1.
2.
Experimentemos…
Colocamos un trozo de lana de acero encima de una baldosa o dentro de un
recipiente metálico y la ponemos en contacto con los polos de la pila de 9 V.
Describe lo que observas.
Probamos ahora con una pila de 4,5 V y describimos lo que ocurre.
Intentemos explicarlo…
En la oxidación del hierro el calor se desprende tan lentamente que se disipa sin que
se experimente aumento de temperatura; pero cuando «ayudamos» a la reacción, por
ejemplo aportando energía con una pila, el calor se genera a mayor velocidad de lo que
se disipa, logrando que la temperatura pueda subir hasta la temperatura de ignición
(aproximadamente 1.000 ºC), lo que permite continuar con la combustión del hierro
hasta que uno de los dos reactivos (hierro u oxígeno) se consuman.
Cuando una corriente eléctrica pasa a través de cualquier conductor que no sea
perfecto, por ejemplo la lana de acero utilizada en la experiencia, se consume una
determinada cantidad de energía que se manifiesta en forma de calor en el conductor.
El mecanismo por el que se transfiere energía a la lana de acero mediante la pila es
el de la resistencia eléctrica: un conductor, en nuestro caso el acero, está formado por
una red de iones positivos rodeados de una nube de electrones casi libres que se mueven
aleatoriamente. Cuando se aplica una diferencia de potencial (la acercamos a la pila) esos
electrones empiezan a moverse hacia el polo positivo, y al hacerlo chocan de vez en
cuando contra los iones positivos o contra otros electrones. En estas colisiones se
transforma en calor parte de la energía que hace circular la corriente (y bajo ciertas
condiciones también en luz, como sucede en los filamentos de las bombillas).
En una lámpara incandescente, la corriente eléctrica fluye a través de un delgado
hilo de volframio denominado filamento. La corriente lo calienta hasta alcanzar unos
3.000 ºC, lo que provoca que emita tanto calor como luz. El filamento debe estar al
vacío o en una atmósfera inerte, ya que de lo contrario reaccionaría químicamente con el
entorno al calentarse y ardería.
En nuestra experiencia, el diámetro de los hilos de acero es muy pequeño, del orden
265

de 0,02 mm, y la resistencia que ofrecen al paso de la corriente es muy grande por lo que
el gran número de colisiones que se producen provoca un aumento de temperatura muy
elevado; al contacto con el aire que rodea a la lana de acero, ésta arde.
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267

E
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La pasta de dientes de los elefantes
Te proponemos…
Observar la reacción de descomposición del agua oxigenada a una velocidad tal que
resulte una espectacular aparición de espuma.
Usaremos…
Materiales
Una probeta de 500 ml.
Una probeta de 100 ml.
Una probeta de 10 ml. (optativo).
Una balanza.
Unos vasos de precipitados.
Una espátula.
Una varilla.
Unos guantes y gafas de seguridad.
Una bandeja grande.
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1.
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3.
4.
5.
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Reactivos
Agua oxigenada al 30%, H
2O
2.
Yoduro potásico (KI).
Agua destilada.
Detergente líquido.
Experimentemos…
Antes de empezar nos protegemos mediante gafas de seguridad y guantes,
porque el agua oxigenada al 30% es un potente oxidante.
A continuación preparamos una disolución saturada de yoduro potásico,
disolviendo para ello 8 g de yoduro en unos 10 ml de agua destilada.
En una probeta de 500 ml añadimos 50 ml de agua oxigenada al 30% y unos 10
ml de detergente líquido. Tocamos las paredes de la probeta para apreciar el
aumento de temperatura que se produce con la reacción.
Seguidamente añadimos en la probeta los 10 ml de disolución de yoduro
potásico que hemos preparado. Nos apartamos de la mesa y observamos lo que
ocurre. Descríbelo.
Tocamos con cuidado las paredes de la probeta y comparamos su temperatura
con la que tenía antes de la reacción química. ¿Qué ha ocurrido? ¿Cómo es la
reacción?
269

Intentemos explicarlo…
El agua oxigenada (H
2O
2) es una sustancia inestable, oxidante y muy tóxica.
Habitualmente la usamos tanto como desinfectante como decolorante, debido a que oxida
componentes de los microorganismos y colorantes, de ahí su uso para blanquear o
decolorar artículos de algodón, lana, seda, pelo, plumas, madera, y como agente
antiséptico casero en soluciones al 3%.
En dichos procesos el agua oxigenada se descompone en agua y oxígeno, según la
siguiente ecuación química:
El agua oxigenada se descompone de manera espontánea pero muy lentamente; sin
embargo, al aplicar calor, luz o en presencia de un catalizador positivo adecuado para
dicha reacción, como puede ser el yoduro potásico (KI), la reacción ocurre a una
velocidad mucho mayor, de forma que la producción y liberación de oxígeno se hace
espectacular. Si en el medio de reacción, tal y como hemos hecho en nuestra experiencia,
añadimos una pequeña cantidad de detergente líquido, el gas oxígeno originará una gran
cantidad de espuma y se expandirá de forma llamativa fuera de la probeta de reacción.
Si se considera adecuado se puede introducir el concepto de catalizador positivo
como una sustancia que disminuye la barrera energética, o energía de activación, que
deben superar los reactivos para transformarse en productos haciendo que la reacción
transcurra a una velocidad mayor. Cuando la energía de activación es elevada la reacción
ocurre lentamente. Un catalizador aumenta la velocidad porque produce la reacción
mediante un mecanismo que requiere una energía de activación menor.
Asimismo se podría usar la experiencia como ejemplo para explicar reacciones
exotérmicas debido a la liberación de calor que se produce cuando se produce la
reacción.
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1.
2.
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Cenizas voladoras
Te proponemos…
Observar cómo «vuelan» las cenizas producidas en la combustión del papel.
Usaremos…
Materiales
Una baldosa.
Un mechero.
Unas tijeras.
Reactivos
Sobres de infusiones vacíos.
Experimentemos…
Damos a la bolsa de infusión vacía una forma de tubo cuadrado tal y como
aparece en el dibujo y la colocamos de pie encima de una baldosa para que no
se queme la superficie de apoyo.
Con un mechero o cerillas prendemos el papel de la bolsa por la parte superior y
esperamos a ver cómo se quema. Observa y describe lo ocurrido.
272

Intentemos explicarlo…
El aire caliente pesa menos que el frío (ya que tiene menor densidad) y por lo tanto
tiende a subir.
Al arder el papel se calienta el aire del interior y se hace «menos pesado», así que
cuando se ha quemado casi todo el papel la masa de las cenizas es suficientemente
pequeña para que debido a las corrientes de convección generadas sean arrastradas hacia
arriba junto con la masa de aire caliente del interior: «cenizas voladoras».
Al preparar esta práctica conviene probar con diferentes marcas de infusiones, ya
que dado que el papel varía entre las marcas con algunas no se consigue el efecto
deseado.
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¿Se puede dar fuego a un billete y no
quemarlo?
Te proponemos…
Analizar la combustión y observar cómo a un billete se le da fuego y no se quema.
Usaremos…
Materiales
Un mechero Bunsen.
Unas pinzas.
Tres vasos de precipitados de 250 ml.
Billetes, trozos de papel…
Reactivos
Agua.
Etanol.
Cloruro sódico.
Experimentemos…
275

1.
2.
3.
4.
5.
Preparamos varios papeles de tamaño de los billetes de 5 euros.
En un vaso echamos 50 ml de agua, en otro 50 ml de etanol y en el tercero 25
ml de agua y 25 ml de etanol (a esta mezcla se le puede añadir un poco de
cloruro sódico).
Introducimos un trozo de papel en agua y a continuación le damos fuego
sujetándolo con las pinzas. ¿Qué ocurre?
El segundo billete lo introducimos en etanol y repetimos el proceso. ¿Qué
observas?
El tercer billete lo introducimos en la mezcla agua/etanol. ¿Qué ocurre al darle
fuego?
Intentemos explicarlo…
El billete sumergido en agua no arde; el impregnado en etanol arde rápidamente y,
por lo tanto, el billete se quema. Sin embargo, al dar fuego al tercer billete (sumergido en
la mezcla agua/alcohol) el etanol arderá rápidamente mientras que el billete no se
quemará porque estará mojado; si hemos añadido cloruro sódico veremos la llama
naranja, que ayudará a visualizar la combustión.
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277

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Serpiente de faraón
Te proponemos…
Observar una reacción exotérmica que produce unas cenizas que simulan el
nacimiento de una serpiente saliendo del huevo.
Usaremos…
Materiales
Una balanza.
Una espátula.
Un vidrio de reloj.
Un mortero.
Una campana de gases.
Reactivos
3 g de nitrato de potasio.
6 g de dicromato de potasio.
6 g de azúcar.
Agua.
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1.
2.
3.
4.
5.
Experimentemos…
En una balanza pesamos 3 g de nitrato de potasio, 6 g de dicromato de potasio y
6 g de azúcar.
Trituramos finamente y por separado las tres sustancias y, a continuación, las
mezclamos bien en un vidrio de reloj.
Añadimos unas gotas de agua y después amasamos con los dedos hasta
conseguir una pasta no muy blanda.
Dividimos la pasta para tener porciones del tamaño de un garbanzo y les damos
diferentes formas.
Una vez que estén secas les damos fuego en el interior de una campana de
gases. ¿Qué observas?
Intentemos explicarlo…
El nitrato de potasio y el dicromato de potasio oxidan enérgicamente al azúcar que
se transforma en carbón (ceniza) junto con el producto resultante de la reducción del
dicromato (óxido crómico de color verdoso) y el óxido de potasio formado.
Es una reacción muy vistosa, cada bolita arde de manera diferente produciendo una
ceniza color gris verdoso y esponjosa que se va formando lentamente y adquiriendo
formas diferentes, lo que simula el nacimiento de una serpiente al salir del huevo.
Es aconsejable hacer el experimento en una campana de gases debido a la toxicidad
de los óxidos de nitrógeno que se forman en la reacción.
279

Bloque V
Química y polímeros
280

281

282

Presentación
La naturaleza nos ofrece polímeros como la celulosa o el caucho pero éstos sólo
constituyen un apartado muy pequeño de todos los utilizados actualmente, ya que la
mayoría son sintéticos (se han obtenido mediante reacciones químicas en el laboratorio).
A lo largo del siglo XX el uso del plástico se hizo extremadamente popular y llegó a
sustituir a otros materiales hasta tal punto que prácticamente no hay ninguna actividad del
ser humano en el siglo XXI exenta de polímeros.
También conviene recordar que los «plásticos» más antiguos son naturales: en la
naturaleza encontramos muchas sustancias como el almidón, la celulosa, el DNA, las
proteínas, etc. que son polímeros.
Etimológicamente el término «plástico» hace referencia a su característica
moldeable. La notable plasticidad de estos polímeros o macromoléculas, su elasticidad y
resistencia mecánica, así como su escasa reactividad con ácidos y bases, han
incrementado notablemente su uso y la demanda de fabricación. Aprovechando estas
propiedades, los polímeros están presentes en el vestido, la informática, el trabajo, el
deporte, el hogar, la alimentación, la salud, etc. Por ejemplo, la mayoría de la ropa que
vestimos está confeccionada con fibras sintéticas, que dan origen a tejidos impermeables,
ignífugos, transpirables, térmicos, resistentes a la rotura, etc. En el mundo de la
informática los DVD y CD, carcasas de ordenadores, teclados y ratones están fabricados
con polímeros. En el deporte se ha experimentado una considerable evolución gracias al
uso de nuevos materiales más flexibles, más ligeros y más resistentes en la fabricación de
balones, raquetas, tablas de surf, bodyboard, esquíes, materiales de escalada o de pesca.
También constituyen uno de los materiales fundamentales en el área sanitaria por su
asepsia, su bajo coste y su compatibilidad con otros materiales: envases y recubrimientos
de fármacos, material quirúrgico, prótesis, lentillas, etc.
En contrapartida, su reducido precio ha propiciado una cultura del «usar y tirar»
que origina una gran cantidad de residuos difícilmente degradables. Ante esta situación,
desde la ciencia se debe fomentar la estrategia de reducción de su consumo así como de
la recogida, reutilización y reciclaje de este material, incidiendo no únicamente en el
ahorro sino también en el respeto y mantenimiento del equilibrio del entorno.
Puesto que vivimos en la era del plástico, en este capítulo analizaremos, a través de
una serie de experiencias, varias de sus propiedades y comportamientos llamativos.
Trabajaremos los siguientes conceptos: reacciones químicas (polimerización,
entrecruzamiento de polímeros, desnaturalización de proteínas) e identificación de las
propiedades de determinados polímeros como la termoplasticidad.
Situaciones problemáticas
283

1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
Algunas de las situaciones problemáticas que podemos plantear relacionadas con las
actividades experimentales de este capítulo son las siguientes:
En la base de muchos envases y piezas de plástico es frecuente observar unos símbolos en los que
aparece un número rodeado de las flechas características del reciclaje y una serie de abreviaturas. ¿Qué
significado tienen?
¿Qué contienen los pañales para ser tan absorbentes?
¿Qué propiedad tendrá el plástico que se utiliza en los envases de algunos desinfectantes para WC (que se
introducen en una especie de cesta que cuelga dentro de la taza del WC) o en algunas pastillas del
lavavajillas, y en los que las instrucciones indican que se introduzcan con su envoltorio de plástico?
¿Podrían utilizar los médicos un polímero como hilo quirúrgico para las suturas en cirugía?
¿Crees que el material del que están hechas las píldoras y el envase de yogures será el mismo polímero?
¿Por qué?
Repara en las ventajas y desventajas de los pañales de tela y de los de «un solo uso».
Si queremos elegir un material adecuado para fabricar recipientes para alimentos de forma que se puedan
utilizar en el microondas, ¿qué debemos elegir, un material termoestable o termoplástico? ¿Por qué?
Observa los diferentes plásticos que se utilizan para los distintos envases. ¿Son todos iguales? ¿Tienen las
mismas propiedades?
¿Qué podría ocurrir si en un recipiente de poliestireno introducimos agua a temperatura muy elevada?
¿Por qué?
El PVC es un material de uso muy común. ¿Qué significado tienen las iniciales P, V y C? Busca tres usos
que se le den en la actualidad a dicho polímero.
284

285

E
1.
2.
3.
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.
¿Dónde está el agua?
Te proponemos…
Investigar y pensar acerca de lo que sucederá en el siguiente experimento.
Usaremos…
Materiales
Un envase tetrabrik.
Una balanza.
Reactivos
Agua.
Pañales de celulosa.
Experimentemos…
Introducimos en el tetrabrik unos 20 g de la parte central del pañal.
Echamos 10 ml de agua en el tetrabrik. Al ponerlo boca abajo sin tapón, el agua
no cae.
Añadimos otros 10 ml de agua, y comprobamos qué ocurre.
286

4.
Seguimos añadiendo agua y comprobando que no cae. El material absorbente
del pañal absorbe aprox. 20 veces su peso en agua.
Intentemos explicarlo…
¿Cómo es posible? ¿Es magia?
1 gramo de polímero puede llegar a absorber aproximadamente 75 gramos de agua.
La «parte central» del pañal está compuesta por un polvo «superabsorbente»
(poliacrilato de sodio), un polímero hidrófilo. Los poliacrilatos deben su
«superabsorbencia» a la estructura que poseen: los grupos carboxilato (de sodio, en este
caso -COONa) cuelgan de la cadena principal de carbonos; en presencia de moléculas de
agua, el éster se hidroliza, esto es, se desprenden iones Na
+
dejando grupos –COO-, que
al estar cargados negativamente se repelen entre sí, por lo que la cadena se «desenrolla»
y absorbe agua. Además, se observa la transformación en una especie de «gel» debido a
que por la elevada masa molecular del polímero no se disuelve sino que gelifica.
Se puede plantear al final de la práctica una pequeña investigación comparando la
absorción de diferentes marcas de pañales: ¿Cuál absorbe más?
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Huevos fritos sin aceite
Te proponemos…
Freír un huevo sin utilizar sartén, aceite ni fuego.
Usaremos…
Materiales
Un plato.
Reactivos
Un huevo crudo.
Etanol.
Experimentemos…
Cascaremos el huevo en un plato como si lo fuéramos a freír.
Añadimos alcohol por encima del huevo…
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3.Y observamos qué ocurre transcurrido un cierto tiempo. Descríbelo.
Intentemos explicarlo…
Cuando freímos un huevo, sus proteínas (polímeros naturales), entre ellas la
albúmina, se desnaturalizan, esto es, la estructura tridimensional de dichas proteínas se
rompe, dejan de ser solubles y se coagulan. Esta desnaturalización no sólo ocurre por el
calor, sino también en presencia de disolventes orgánicos como el alcohol o por cambios
en el pH (lo mismo ocurre en la desnaturalización de la caseína de la leche, a lo que nos
referimos comúnmente diciendo: «la leche se ha cortado»).
Utilizando etanol la reacción completa dura una hora aproximadamente; si
utilizamos HCl la desnaturalización de las proteínas es instantánea.
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E
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Hacemos desaparecer el plástico
Te proponemos…
Observar cómo ataca la acetona al poliestireno expandido.
Usaremos…
Materiales
Dos vasos de precipitados de 250 ml.
Una probeta de 10 ml.
Reactivos
Poliestireno expandido (corcho blanco).
Acetona o propanona.
Experimentemos…
En un vaso de 250 ml vertemos 10 ml de acetona que habremos medido
previamente con la probeta.
Llenamos otro vaso de 100 ml con el poliestireno y vamos agregándolo al vaso
que contiene la propanona. ¿Qué se observa?
292

Intentemos explicarlo…
El poliestireno expandido se obtiene a partir de pequeñas perlas de dicho material a
las que se incorpora un agente que aumenta su volumen; cuando esta sustancia se
calienta junto con los gránulos produce una espuma, y el gas obtenido a partir de esa
sustancia es intercambiado al final del proceso de expandido por aire; de ahí el gran
volumen que ocupa una pequeña porción de poliestireno.
Este proceso no es una reacción química, la propanona no disuelve al poliestireno
sino que lo ablanda y permite la salida del aire, haciendo que el poliestireno expandido
pierda casi todo su volumen. La pasta que se obtiene es el poliestireno «sin aire» (la
acetona se ha evaporado, no ha reaccionado), y el poliestireno ha perdido «plasticidad»
pero sigue teniendo la misma composición.
Después de realizar este experimento también puedes reparar en que este proceso
no vale para reciclar el corcho blanco de tantas bandejas que compramos en el
supermercado, sino únicamente para reducir su volumen.
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Polímero casero
Te proponemos…
Obtener un nuevo material (un polímero con nuevas propiedades) partiendo de
materiales cotidianos.
Usaremos…
Materiales
Un vaso de precipitados de 100 ml.
Una cuchara-espátula.
Una varilla de vidrio.
Reactivos
Cola blanca.
Tetraborato de sodio (bórax).
Agua.
Colorante verde vegetal.
Vinagre.
Experimentemos…
En un vaso de precipitados pequeño ponemos dos cucharadas de cola blanca y
añadimos más o menos la misma cantidad de agua. Lo removemos para
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5.
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7.
disolverlo bien.
En otro vaso de precipitados ponemos una cucharadita de bórax y añadimos
agua hasta más o menos la mitad del vaso de precipitados. Añadimos una o dos
gotas de colorante verde vegetal y agitamos todo para que se disuelva.
Vertemos una cucharadita de la disolución de bórax sobre la disolución de cola
blanca. Movemos con la varilla. ¿Qué ocurre? ¿Qué aspecto tienen? Si hace
falta se puede añadir más disolución de bórax.
Separamos la masa viscosa y observamos sus propiedades.
Hacemos una bola, ¿qué ocurre si la hacemos botar?
¿Qué ocurre si sumergimos un poco del polímero obtenido en vinagre?
Dejamos secar durante unos días la bola que hemos fabricado. ¿Qué
propiedades tiene ahora?
No debes llevarte la sustancia a la boca, ni ponerla encima de la ropa ni de los muebles. Al
terminar debes lavarte bien las manos.
Intentemos explicarlo…
La cola blanca es un adhesivo vinílico. En unos casos contiene alcohol polivinílico y,
en otros, acetato de polivinilo, ambos polímeros de cadena muy larga. Al añadir el
tetraborato de sodio, sus moléculas forman enlaces que sirven de puente entre dos
cadenas polivinílicas, formando así un polímero entrecruzado que tiene unas propiedades
diferentes al polímero inicial. Se aprecia que el polímero entrecruzado es más viscoso
que la cola blanca.
Podemos probar con distintas proporciones de cola blanca y agua y observar que se
obtienen sustancias con distintas consistencias y aspecto (unas veces en hilos, otras más
pulverulentas, etc.).
El vinagre (sustancia ácida) modifica el pH y hace que se rompan los enlaces entre
las dos cadenas poliméricas alcohol-bórax-alcohol: el «nuevo polímero» pierde viscosidad
y sus propiedades se parecen a las originarias de la cola blanca.
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Materiales con memoria
Te proponemos…
Observar cómo determinados plásticos tienen la propiedad de recuperar la forma
que tenían antes de ser sometidos a esfuerzos de estiramiento a una determinada
temperatura cuando se les somete de nuevo a dicha temperatura.
Usaremos…
Materiales
Diferentes vasos de yogur, Petit Suisse o similares.
Unas pinzas metálicas alargadas.
Un soporte metálico.
Una pinza para soporte.
Una nuez doble.
Un aro metálico.
Una rejilla de calentamiento.
Un vaso de precipitados de 1.000 ml.
Una bandeja de metal o de cristal de tamaño superior al vaso de precipitados.
Un mechero y una placa calefactora.
Un termómetro con escala superior a 140 ºC.
Unos guantes para calor.
Reactivos
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Aceite.
Experimentemos…
Procedimiento A
Colocaremos en un soporte una rejilla sobre un aro metálico y un mechero en la
parte inferior tal y como se muestra en el dibujo.
Con ayuda de unas pinzas sujetaremos el vaso de yogur por un extremo y lo
iremos acercando y alejando de la rejilla de manera que controlemos que no se
queme.
¡Cuidado, el vaso de yogur no debe tocar la rejilla! Además, no debe tener papel o plástico
adherido porque se podría quemar.
Es importante que movamos el vaso de forma que reciba el calor por toda su
superficie pero sin quemarse. ¿Qué se observa?
Repetimos la experiencia con un vaso que tenga impresión gráfica. ¿Qué se
observa?
Procedimiento B
Realizamos el montaje tal como se indica en la figura.
Colocamos a calentar en la placa calefactora un vaso de 1.000 ml casi lleno de
aceite e introducimos el termómetro en el aceite.
Controlamos la temperatura del termómetro, de forma que cuando alcance unos
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4.
5.
6.
130 ºC colocamos con ayuda del guante de calor y con mucho cuidado el vaso
de precipitados lleno de aceite caliente dentro de la bandeja de metal.
¡Cuidado, la temperatura no puede ser superior a 130 ºC!
A continuación apoyamos con cuidado el vaso de yogur encima de la superficie
del aceite y observamos lo que ocurre. Descríbelo.
Con ayuda de las pinzas de metal extraemos con cuidado de no quemarnos lo
que ha quedado del vaso de plástico. Descríbelo.
Debemos dejar enfriar el aceite y extraer con ayuda de las pinzas el envoltorio
de papel del yogur que se habrá quedado sumergido en el aceite.
Podemos repetir el experimento con un vaso de yogur que no contenga
envoltorio de papel, es decir, de los que tienen la impresión gráfica en el mismo
plástico del recipiente. Describe cómo quedan las imágenes y letras impresas en
el vaso de yogur original.
Intentemos explicarlo…
Los plásticos son polímeros, es decir, cadenas de moléculas muy largas constituidas
300

en general por la repetición de unidades más pequeñas denominadas monómeros. Estas
cadenas del polímero se entrelazan entre sí dando lugar a materiales con propiedades
muy específicas, entre ellas la capacidad de estirarse o contraerse al ser calentados a una
determinada temperatura.
Los plásticos se pueden clasificar en dos grandes grupos: los termoplásticos y los
termoestables. La mayoría de los plásticos manufacturados pertenecen al primer grupo, y
entre sus propiedades cabe destacar que, una vez usados, pueden moldearse de nuevo
sin sufrir cambios en la estructura. Por el contrario, los termoestables sufren al calentarse
un cambio en su estructura que hace que se descompongan o se quemen.
Para fabricar un vaso de yogur se parte de una lámina de un termoplástico
(poliestireno), se calienta a unos 130 ºC y se somete a estiramiento dentro de un molde
para que adquiera la forma de vaso. Finalmente el vaso se enfría a temperatura ambiente
para que la estructura molecular adquirida se mantenga. Si el vaso se calienta de nuevo a
unos 130 ºC se vuelve a ablandar el entramado del polímero, de forma que las cadenas
adquieren cierta movilidad y esto permite que se contraigan hasta recuperar la disposición
que tenían antes de ser sometidas a estiramiento. Como resultado, el vaso se convierte de
nuevo en lámina porque «recuerda su forma».
Los termoplásticos se reciclan con mayor facilidad, aspecto determinante en la
eliminación de los residuos.
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Pegamento casero
Te proponemos…
Elaborar pegamento similar a la cola blanca a partir de la leche.
Usaremos…
Materiales
Un vaso.
Una jarra o un vaso pequeño.
Un filtro de papel o una servilleta de papel.
Una espátula o una cuchara de plástico.
Trocitos de papel.
Reactivos
Leche.
Vinagre.
Bicarbonato sódico.
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8.
Experimentemos…
Echamos leche en un vaso hasta llenar una cuarta parte de éste.
Le añadimos una cucharada de vinagre y removemos bien con la espátula hasta
que la mezcla quede homogénea.
Colocamos un filtro de papel (filtro de café o una servilleta de papel) en la jarra
o vaso.
Filtramos lentamente la mezcla de leche y vinagre a través del filtro de papel.
Levantamos el filtro y exprimimos suavemente. Ponemos a un lado el filtro de
papel y tiramos el líquido de la jarra. Lavamos la jarra o el vaso y lo secamos.
Con la espátula, rascamos con cuidado los grumos blancos depositados en el
filtro de papel y los colocamos en la jarra o vaso que hemos secado.
Observamos el aspecto que tienen.
Añadimos un poco de bicarbonato sódico (una cuarta parte de una cucharada).
Observamos con atención lo que sucede. Removemos la mezcla.
Utilizamos la mezcla para intentar pegar trozos de papel. ¿Funciona?
Intentemos explicarlo…
La principal proteína que se encuentra en la leche de vaca se denomina caseína. Al
304

igual que otras proteínas, la caseína posee una estructura tridimensional que determina su
comportamiento, características y propiedades. Desnaturalizar una proteína significa
cambiar su estructura tridimensional, lo cual puede hacer que tenga un aspecto y un
comportamiento diferente. En este caso, el ácido acético (vinagre) desnaturaliza la
caseína debido a la variación del pH. Como resultado, la caseína se transforma en un
cuajo blanco sólido. El bicarbonato sódico actúa como gasificante, ya que al añadirlo al
vinagre se producen, entre otros productos, CO
2 y agua.
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¿Es PVC?
Te proponemos…
Comprobar si un plástico tiene o no PVC.
Usaremos…
Materiales
Un mechero Bunsen.
Un hilo de cobre.
Un alicate.
Reactivos
Objetos de plástico (vasos, tuberías, tarjetas, cucharas, juguetes…).
Experimentemos…
Calentamos el hilo de cobre, que sujetamos con la ayuda del alicate, en la llama
del mechero.
Cuando está al rojo vivo pinchamos sobre el objeto de plástico y llevamos de
nuevo a la llama. Observamos si la llama varía de color o no. Analiza todos los
307

3.
objetos que tienes y completa la tabla:
Objeto Color de la llama

Actualmente sabemos que las tuberías de agua son de PVC, ¿qué color han
dado? Por lo tanto, podemos concluir que si un plástico tiene PVC, la llama se
colorea de… ¿qué color? Indica cuáles de los objetos anteriores están hechos de
PVC.
Intentemos explicarlo…
Al pinchar el objeto de plástico con el hilo de cobre caliente se obtiene un derivado
halogenado de cobre en el caso de objetos fabricados con PVC, que confiere a la llama el
color verde.
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Bloque VI
Química y salud
309

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311

1.
2.
Presentación
El cuerpo humano es un asombroso y fascinante laboratorio químico donde
constantemente tiene lugar una compleja mezcla de reacciones químicas.
A pesar de que para la sociedad la palabra «química» lleva asociada una
connotación negativa, hay que tener en cuenta que el desarrollo de la química ha
mejorado nuestras condiciones de vida. Por ejemplo, su aplicación en el campo de la
farmacología dio lugar a la aparición de medicamentos, antibióticos y vacunas que
aseguraron unos niveles de salud desconocidos hasta entonces. Los analgésicos, los
antiinflamatorios, antihistamínicos, antitérmicos y antidepresivos, así como la
quimioterapia en la lucha contra el cáncer, nos permiten vivir más y en mejores
condiciones.
Pero la química no sólo sirve para curar sino también para prevenir o evitar la
aparición de enfermedades. Basta que pensemos en lo que supuso la potabilización del
agua. También en el ámbito de la higiene y el cuidado de nuestro cuerpo la química ha
creado sustancias como jabones, geles, champús, pasta de dientes, etc.
La química ha contribuido de forma esencial a la mejora de la alimentación y la
higiene (de forma conjunta con otras ciencias y tecnologías) y, por otra parte, los abonos
químicos han permitido aumentar la producción agrícola.
Por último, podemos decir que el futuro está en la química. Si el siglo XX supuso el
inicio del uso de los biomateriales, es decir, materiales de alta tecnología que se emplean
para restaurar o reemplazar algún tejido u órgano dañado como miembros artificiales,
marcapasos, prótesis, lentes, implantes estéticos y dentales etc., el siglo XXI es el de la
nanotecnología, es decir, los avances químicos a escala nanomolecular que se aplican a
campos como la biotecnología, la genómica y la bioquímica.
En este capítulo se proponen experiencias que acercan la química a la salud y, por
tanto, a la vida, y los conceptos que se trabajan son: técnicas de separación, estados de
agregación, reacciones químicas: ácido-base, combustión, redox.
Situaciones problemáticas
Algunas de las situaciones problemáticas que podemos plantear relacionadas con las
actividades experimentales de este capítulo son las siguientes:
Es muy importante el aporte de hierro al organismo. ¿En qué alimentos podemos encontrarlo?
En las etiquetas de algunos alimentos aparecen siglas del tipo E-427, ¿sabes qué significa? También puede
aparecer «sin colorantes ni conservantes». ¿Para qué crees que se añaden aditivos a los alimentos? ¿Es
bueno o es malo añadirlos?
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3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
Todos hemos oído que el tabaco contiene sustancias como la nicotina y el alquitrán que son peligrosas
para la salud. ¿Qué tipo de tabaco contiene más nicotina, el rubio o el negro? ¿Cuál más alquitrán?
¿Por qué las manzanas y otras frutas peladas o troceadas y expuestas al aire se oscurecen más
lentamente si se las rocía con zumo de limón?
¿Qué te parece que deben contener las pastas dentífricas? ¿Deben contener detergentes? ¿Qué significa
«con flúor»? ¿Deben contener átomos de flúor? ¿Deben contener iones fluoruro?
¿Cuál es la máxima concentración de flúor permitida en el agua potable?
¿Por qué crees que se añade fécula a los embutidos? ¿Qué desventajas tiene la fécula para el consumidor?
¿Qué embutidos son más caros, los que tienen más o los que tienen menos fécula?
¿Cómo puedes disminuir la cantidad de dióxido de carbono de las bebidas con gas?
¿Por qué cuando echas agua oxigenada a una herida aparecen burbujas y si echas alcohol no ocurre lo
mismo?
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Fumador de laboratorio
Te proponemos…
Comprobar la presencia de nicotina y alquitrán en el tabaco, tomando conciencia de
lo nocivo que es fumar, ya que parte de estas sustancias se almacenan en el aparato
respiratorio.
Usaremos…
Materiales
Un tubo de vidrio hueco.
Un embudo.
Un papel de filtro.
Un matraz Erlenmeyer.
Una varilla de vidrio.
Una probeta.
Un aspirador de tres válvulas.
Un secador o estufa de secado.
Algodón.
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Reactivos
Sal común gruesa.
Cigarrillos variados.
Agua.
Experimentemos…
En primer lugar, construimos con papel de filtro un filtro de tamaño adecuado
para el embudo cónico que vamos a utilizar y que colocaremos sobre el matraz
Erlenmeyer.
Preparamos a nuestro fumador de laboratorio: en un extremo del tubo de vidrio
introducimos un trozo de algodón de tal forma que tapone perfectamente el
orificio y no quede nada saliente. Por el otro extremo echamos sal común hasta
llenar las tres cuartas partes del tubo. En este mismo extremo ponemos un
cigarro, lo más ajustado posible. Si no ajusta a la boca del tubo, debemos rodear
el filtro con un poco de papel para conseguir el ajuste perfecto. Colocamos el
otro extremo del tubo en la boca del aspirador y usando el sistema de aspiración
encendemos el cigarro.
¿Qué observas en el tubo de vidrio? ¿A qué se debe?
Desmontamos todo y vertemos la sal en el filtro que previamente habíamos
preparado.
Añadimos 50 ml de agua y filtramos.
Observamos el color del filtrado.
316

7.
Recogemos el papel de filtro y lo colocamos sobre un vidrio de reloj en la estufa
para secarlo. Una vez seco y frío lo analizamos.
Intentemos explicarlo…
La diferente solubilidad en agua del alquitrán y de la nicotina permiten separar
fácilmente estas sustancias por filtración. El color amarillento del filtrado indica la
presencia de la nicotina, mientras que el alquitrán queda retenido en el papel de filtro.
Usando diferentes tipos de cigarrillos (negro, rubio, bajo en nicotina...) se puede
observar y comparar cualitativamente las diferentes cantidades de nicotina que contienen
por el color que adquiere la disolución resultante del filtrado (a más color amarillento,
más nicotina) y de alquitrán (a mayor número de manchas, más alquitrán).
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Desayuno rico en hierro
Te proponemos…
Extraer parte del hierro que se añade a los cereales del desayuno mediante la técnica
de imantación.
Usaremos…
Materiales
Una balanza.
Una probeta de 500 ml.
Dos vasos de precipitados.
Un mortero.
Un agitador magnético cazamoscas.
Un núcleo magnético.
Pinzas metálicas.
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Un vidrio de reloj.
Una lupa.
Reactivos
Cereales de desayuno ricos en hierro.
Agua.
Experimentemos…
Pesamos 50 g de cereales ricos en hierro y los machacamos con la ayuda de un
mortero.
Pasamos el polvo obtenido a un vaso de precipitados y añadimos 500 ml de
agua que previamente hemos medido con la probeta.
Introducimos el núcleo magnético en el vaso de precipitados y lo ponemos en el
agitador magnético para que se agite la mezcla durante unos 10 minutos.
Sacamos el núcleo magnético con ayuda de un cazamoscas y lo lavamos con
cuidado introduciéndolo en un vaso con agua que hemos preparado
previamente.
Una vez lavado lo ponemos en un vidrio de reloj y lo observamos con la lupa.
Intentemos explicarlo…
El hierro se encuentra de forma natural en muchos alimentos (en forma de sal),
entre ellos los cereales del desayuno, donde lo habitual es que se hallen en una cantidad
aproximada de 1-2 mg por cada 100 g de cereal. Sin embargo, los fabricantes añaden
más cantidad de hierro hasta llegar a una proporción variable de 7-17 mg por cada 100 g
de cereales, según se puede ver en los envases de las distintas marcas. Este hierro no se
añade en forma de sal, sino en forma metálica, como un polvo finamente dividido, que se
incorpora así al cereal.
Se pueden comparar distintas marcas de cereales a través de la cantidad de hierro
que declaran las etiquetas. Observaremos las grandes diferencias que hay en las distintas
marcas del mercado. Si se dispone de un imán potente (no los núcleos magnéticos de los
agitadores) y la cantidad de hierro presente en los cereales utilizados es elevada se puede
extraer el hierro en polvo sin introducir el imán en la mezcla de cereales y agua, sino una
vez bien mezclados ambos pasando el imán por el exterior de las paredes y fondo del
vaso de precipitados donde tenemos la mezcla.
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Almidón en alimentos
Te proponemos…
Analizar diferentes alimentos para saber si contienen almidón.
Usaremos…
Materiales
Unos vidrios de reloj.
Un vaso de precipitados.
Una placa calefactora.
Un cuchillo.
Un matraz aforado de 100 ml.
Un cuentagotas.
Reactivos
Embutidos, arroz, patata, galletas, harina, azúcar, manzana, zanahoria…
Reactivo Lugol:
0,5 g de yodo.
1 g de yoduro de potasio.
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1.
2.
3.
4.
Experimentemos…
Para preparar el reactivo Lugol mezclamos 0,5 g de yodo y 1 g de yoduro de
potasio y los disolvemos en agua hasta obtener 100 ml de disolución.
Tomamos una pequeña muestra de unos 3 g de alimento (patata), lo colocamos
en un vidrio de reloj y le añadimos unas gotas de Lugol. ¿Qué se observa?
Repetimos el procedimiento anterior con diferentes alimentos y anotamos los
datos obtenidos en la tabla inferior.
Cuando un ensayo sale negativo o dudoso, debemos poner unos 2 g de alimento
en un vaso de precipitados y, tras añadirle 15 ml de agua, llevarlo a ebullición.
Después de hervir unos 5 minutos lo dejamos enfriar y una vez frío añadimos
unas gotas de Lugol.
Intentemos explicarlo…
El almidón es un polisacárido que constituye la reserva de hidratos de carbono de
las plantas. Se encuentra en tubérculos (como la patata), en las frutas, en las raíces
(yuca) y en las semillas, razón por la cual supone una fuente muy importante de energía
para los seres humanos.
Sin embargo, debe advertirse en la etiqueta su importancia como aditivo en la
industria alimentaria para dar consistencia a embutidos y fiambres de baja calidad.
La identificación del almidón en cualquier producto se basa en su reacción con el
yodo presente en el reactivo llamado Lugol (1% de yodo y 10% de yoduro de potasio en
agua), dando lugar a una sustancia compleja de color azul intenso-negro.
Para realizar esta experiencia también podemos utilizar, en lugar del reactivo Lugol,
una solución yodada, por lo que es una práctica que se puede realizar fácilmente en casa.
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Fruta lentamente oxidada
Te proponemos…
Retardar el proceso de oxidación de las frutas.
Usaremos…
Materiales
Un plato o un recipiente ancho.
Un cuchillo.
Reactivos
Zumo de limón.
Trozos de manzana, pera, plátano… naturales.
Experimentemos...
Ponemos en un plato o un recipiente ancho una manzana, una pera o un trozo
de plátano partidos en dos mitades, de forma que una mitad la rociemos con
zumo de limón y la otra la dejemos sin tratar. ¿Qué se observa al cabo de un
rato?
Experimentemos…
La oxidación de los alimentos se produce por la reacción de determinadas sustancias
presentes en ellos con el oxígeno del aire. Esta oxidación modifica el color y la textura del
alimento, produce olores y sabor a rancio y reduce su valor nutritivo, ya que se pierden
325

algunas vitaminas y ácidos grasos poliinsaturados. Además, los productos formados en la
oxidación pueden llegar a ser nocivos para la salud.
Los antioxidantes son sustancias que ralentizan la oxidación de los alimentos. En el
caso de la manzana, el zumo de limón tiene un doble efecto antioxidante: por un lado, el
del ácido ascórbico, que frena la oxidación retardando la aparición del color marrón
característico y, por otro, el del ácido cítrico que en realidad «secuestra» las trazas de
metales (cobre y hierro principalmente) presentes en el alimento y que actúan como
catalizadores de la reacción de oxidación.
Las industrias alimentarias intentan evitar la oxidación de los alimentos mediante
diferentes técnicas, como el envasado al vacío o en recipientes opacos, pero también
utilizando antioxidantes (E-300 ácido ascórbico, E-330 ácido cítrico).
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Un géiser de caramelo
Te proponemos…
Observar el fuerte desprendimiento de dióxido de carbono de una bebida carbónica.
Usaremos…
Materiales
Un vaso alto.
Una bandeja.
Reactivos
Coca-Cola light.
Caramelos Mentos.
Experimentemos…
En primer lugar llenamos medio vaso con Coca-Cola light y luego dejamos caer
unos caramelos Mentos. Vemos que, inmediatamente, el gas se escapa del
refresco.
Si repetimos el experimento utilizando azúcar, sal o arena obtenemos el mismo
resultado.
Introducimos unos cuantos caramelos Mentos dentro una botella de Coca-Cola
light y de repente, sin agitar ni hacer nada, se producirá un magnífico géiser de
328

varios metros de altura.
Intentemos explicarlo…
La Coca-Cola light contiene un gas disuelto: el dióxido de carbono. Para que el gas
escape del refresco es necesario que se formen unas burbujas del tamaño adecuado y
para formar dichas burbujas es necesario separar las moléculas de agua que están
fuertemente unidas.
Los caramelos Mentos logran separar las moléculas de agua y permiten la formación
de las burbujas de gas que escapan del refresco. Se cree que la superficie de los
caramelos Mentos (muy porosa) favorece la formación de las burbujas. Además, por un
lado la goma arábiga que forma parte de los caramelos reduce la tensión superficial del
refresco favoreciendo la salida de las burbujas y, por otro, como los caramelos son
pesados se hunden en el fondo y las burbujas que generan empujan al líquido hacia
arriba y hacia afuera del recipiente creando un géiser.
En lugar de caramelos se puede utilizar azúcar, sal, arena…
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Dientes sanos
Te proponemos…
Preparar una pasta de dientes con materiales fáciles de encontrar en casa.
Usaremos…
Materiales
Una balanza.
Una espátula.
Una probeta de 100 ml.
Unos vidrios de reloj.
Dos varillas de vidrio.
Un mortero con mano.
Una balanza.
Un tubo de pasta de dientes vacío.
Reactivos
Carbonato de calcio.
Glicerina.
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Talco.
Etanol.
Agua destilada.
Elixir de menta.
Experimentemos….
Abrimos por la parte inferior un tubo de pasta de dientes que esté vacío, lo
limpiamos muy bien con agua y detergente y lo aclaramos con agua destilada.
A continuación limpiamos un mortero con agua y detergente, lo aclaramos con
agua destilada y finalmente lo aclaramos con alcohol etílico.
Pesamos 100 g de carbonato de calcio en un vidrio de reloj y lo echamos en el
mortero limpio.
Pesamos 25 g de talco en un vidrio de reloj y lo añadimos a lo anterior.
Medimos con una probeta 100 ml de glicerina y lo añadimos a lo anterior.
Incorporamos elixir de menta, mezclamos todos los ingredientes en el mortero y
lo trabajamos hasta obtener una mezcla homogénea.
Llenamos con la pasta obtenida el tubo que hemos limpiado.
Intentemos explicarlo…
El agente responsable de la limpieza de los dientes es el carbonato de calcio, que
actúa como pulidor. La pasta de dientes contiene una fase sólida (un producto que actúa
como pulidor) que se mantiene en suspensión en una disolución de glicerina mediante el
talco que hace la función de agente de suspensión.
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333

E
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¡Una de vampiros!
Te proponemos…
Observar la reacción química producida entre el agua oxigenada y la sangre.
Usaremos…
Materiales
Un vaso alto.
Una bandeja.
Reactivos
Agua oxigenada.
Sangre o hígado.
Jabón en escamas.
334

1.
1.
Experimentemos…
Llenamos hasta la mitad el vaso alto con agua oxigenada y echamos unas
escamas de jabón.
Añadimos a ese vaso la sangre o un trozo de hígado poco a poco y observamos
lo que ocurre.
Intentemos explicarlo…
El agua oxigenada es una sustancia inestable, oxidante y muy tóxica. Cuando entra
en contacto con la sangre produce la formación de burbujas, debido a la presencia del
oxígeno que proviene de la descomposición del agua oxigenada según la siguiente
reacción:
Esta descomposición es muy lenta, pero en presencia de una enzima se acelera (las
enzimas son proteínas que sirven como catalizadores). La enzima que participa en esta
reacción es la catalasa, una enzima común que se encuentra en los organismos vivos (en
nuestro caso está presente en el hígado).
También cuando echamos agua oxigenada en una herida la catalasa presente en la
sangre hace su trabajo. Las burbujas que se forman debidas al oxígeno molecular actúan
matando a las bacterias anaeróbicas de las heridas; estas bacterias, como la Clostridium
tetani causante del tétanos, viven en ausencia de oxígeno por lo que la espuma de
oxígeno que se forma las mata.
La adición de jabón hace que se logre mayor cantidad de espuma.
También la catalasa está presente en la patata o en el tomate, pero la reacción de
descomposición no es tan inmediata.
Se puede observar que la reacción es exotérmica, ya que la catalasa tiene uno de los
mayores cambios de temperatura de todas las enzimas. Una molécula de catalasa podría
convertir millones de moléculas de peróxido de hidrógeno a agua y oxígeno en segundos.
335

336

Referencias bibliográficas
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Química. Salamanca. Alianza Editorial.
ZABALA, A.; ARNAU, L. (2007): 11 ideas clave. Cómo aprender y enseñar
competencias. Barcelona. Graó.
Agradecemos las aportaciones de todas aquellas personas que comparten sus
experiencias en blogs, webs, etc. y a la empresa Google por hacer posible esta
comunicación en red, ya que nos ha facilitado a lo largo de los últimos años el trabajo
que recogemos en este libro.
338

Índice
Título 2
Créditos 3
Índice 4
Introducción 9
El desafío de enseñar química 10
El trabajo experimental y desarrollo de competencias básicas 12
Dimensión contextual y aplicada de la química 16
¿Qué ofrece este libro? 17
Recursos necesarios 19
Bloque I. Química en el hogar 20
Presentación 23
Situaciones problemáticas 23
Huellas dactilares 26
Un hilo resistente 29
Sorprendente harina de maíz 33
¿Qué forma tienen los líquidos? 37
¿Flotará o no flotará? 40
Moneda flotante 43
El vaso extintor 46
Competición: beber más rápido con dos pajitas 49
Fideos de chocolate embrujados 52
La botella tragahuevos 55
Huevos sin cáscara 58
El huevo llorón 62
Trucos para identificar huevos frescos 65
Inflar un globo con la ayuda de un huevo 68
Heladera tradicional 71
Agua que no moja 74
Deformar una lata sin esfuerzo 77
Un gas apagallamas 80
Granizado casero 83
Gas lanzacohetes 86
339

Lápices conductores 90
Zanahorias glotonas 93
Abrillantando la plata 96
Monedas oxidadas 99
Pilas originales 102
1 + 1 ≠ 2 ¿Fallan las matemáticas? 107
¿Se puede hervir agua enfriando? 111
Aquí está el fantasma 115
Botella con hipo 118
Bloque II. Química y color 120
Presentación 123
Situaciones problemáticas 123
Diferenciando colores 126
La humedad tiene color 131
Revelando mensajes 134
¿Jugamos a espías? 138
Y el tio se ve (al pulverizar) 141
Aparece al calentar 144
Los pigmentos de los vegetales 147
Los colores del cobre 152
¿Somos alquimistas? 156
Surtidor de agua mágico 160
Indicadores caseros 163
Utilizando indicadores caseros 167
Reloj químico 173
Botellas camaleónicas 176
Transformando el vino 179
Jardín sin semillas 183
Fuegos artificiales 186
La magia del fuego 189
Destruyendo pistas 192
Decorando con líquidos 195
Arcoíris 199
Formación de cristales metálicos 202
¿De qué color es? 206
340

Corazón de mercurio 209
Azúcar negrito negrito 213
Bloque III. Química y luz 216
Presentación 219
Situaciones problemáticas 219
Produciendo luz 222
Luz por frotamiento 227
Impresión fotográfica 230
Alumbrado prehistórico 233
Volcanes en el laboratorio 1: vapores violetas 236
Volcanes en el laboratorio 2: cono verde 239
Volcanes en el laboratorio 3: erupción blanca 242
El ladrón de llamas 245
¡Vaya luz más intensa! 248
Bloque IV. Química y calor 250
Presentación 253
Situaciones problemáticas 253
¿De dónde viene este calor? 256
¿De dónde viene este frío? 260
¿Por qué un tornillo no se enciende y el estropajo, sí? 264
La pasta de dientes de los elefantes 268
Cenizas voladoras 272
¿Se puede dar fuego a un billete y no quemarlo? 275
Serpiente de faraón 278
Bloque V. Química y polímeros 280
Presentación 283
Situaciones problemáticas 283
¿Dónde está el agua? 286
Huevos fritos sin aceite 289
Hacemos desaparecer el plástico 292
Polímero casero 295
Materiales con memoria 298
Pegamento casero 303
¿Es PVC? 307
Bloque VI. Química y salud 309
341

Presentación 312
Situaciones problemáticas 312
Fumador de laboratorio 315
Desayuno rico en hierro 319
Almidón en alimentos 322
Fruta lentamente oxidada 325
Un géiser de caramelo 328
Dientes sanos 331
¡Una de vampiros! 334
Referencias bibliográficas 336
342

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