lunes, 18 de mayo de 2009

Experimento de las Coca-Colas

En este artículo vamos a poder ver uno de los experimentos mas divertidos y simpáticos que hay en ciencia, y ademas de los mas baratos. Tan solo necesitaras una bidón con agua (nosotros utilizaremos una garrafa de agua de plástico a la que hemos recortado el cuello, y tres Coca-Colas de lata sin abrir. ¿En que consiste? En el artículo referente a las curiosidades con la densidad hacíamos referencia a un experimento realizado también en el hormiguero hace casi ya tres años.



En este vídeo podemos ver el experimento algo mas ampliado:



Pero, ¿por que sucede?

Lo cierto es que la densidad de las tres latas (Coca-cola normal, light y zero) son muy parecidas entre ellas, y a la vez similares a las del agua, pero hay diferencias substanciales. Se puede comprobar experimentalmente que las densidades medias de las latas de Coca-cola light y zero son ligeramente inferiores a la densidad media de la Coca-cola normal. Concretamente y utilizando datos del artículo de Claudi Mans referenciado al final de este post, son para la Coca-cola normal de 1,04 g/cm3 y para las Coca-colas light y zero aproximadamente 0,99 g/cm3. Comparando con la densidad del agua pura a 4ºC, que es de 1g/cm3, podemos decir que la Coca-cola normal se hundirá y las otras latas flotaran.

¿Por que pueden flotar?

En este momento hemos de empezar a suponer y realizar hipótesis. Sin duda seria la primera pregunta, y la respuesta es rápida: por que tiene gas (dióxido de carbono disuelto en agua). Es obvio que si tenemos aluminio, agua y demás ha de haber algún otro ingrediente que haga disminuir la densidad media de las latas.

¿Y por que algunas flotan y otras no?

Ahora es un buen momento para lanzar alguna hipótesis sobre el tema. Si miramos cuidadosamente los ingredientes de cada lata podremos observar que la lata de Coca-cola normal tiene azúcar y las otras no. ¿Que contienen las otras? Pues aparte de conservantes (E-211-benzoato de sodio) lleva tres tipos diferentes de edulcorantes (E-950 acesulfamo k (200 veces mas dulce que el azúcar), E-951 aspartamo (200 veces mas dulce que el azúcar)y el famoso E-952 ciclamato sódico* (35-70 veces mas dulce que el azúcar). Eso quiere decir que para poder endulzar "de la misma manera" la Coca-cola light y la zero, han de añadir mucha menos cantidad de edulcorantes que de azúcar en la normal. De ahí la diferencia de densidades entre la zero-light y la normal.(Los datos de los edulcorantes son de Tabla de aditivos, los números E de I.Elmadfa, E. Muskat y D. Frtizsche (editorial Hispano Europa)

La diferencia entre las coca-cola light y la zero son (aparte que la light tiene E-330 ácido cítrico y la zero E-331 citrato sódico)la diferente proporción de edulcorantes. Para obtener la menor cantidad de calorías por lata se ha utilizado mayor cantidad de ciclamato sódico y aspartamo, bajando la cantidad de acesulfamo K, que posee menor poder edulcorante. De esta manera la densidad media de la lata de coca-cola zero es menor que la de coca-cola light.



Hay que pensar que para realizar este razonamiento hemos supuesto dos cosas:

1. Las tres latas son iguales. Realizando medidas de volumen hemos podido comprobarlo.
2. En las tres latas hay la misma cantidad de gas. No comprobado.

Por lo que se trata de una posible teoría y no un hecho incuestionable, y puede dejar de ser válida si aparece algún dato experimental que lo desmienta. Y como dijo el abogado: es inocente hasta que no se demuestre lo contrario.

Sobre este experimento se pueden realizar mil variaciones. ¿Que pasaría si calentáramos el agua del bidón sobre el que se añaden las latas? ¿Que pasaría si añadiésemos sal al agua? ¿Funciona el experimento igual de bien con agua del grifo o agua destilada? ¿O con agua de mar y agua del grifo? ¿ El experimento es valido para todas las latas de Coca-cola fabricadas en los diferentes lugares del mundo? Uno de los comentarios que se realizaron en youtube en el vídeo fue que se había probado y que las tres latas flotaban, y me preguntaban el porque. Obviamente existen muchos parámetros que actúan en este experimento, al haber tan poca diferencia de densidades medias entre las tres latas. Mi recomendación es la de controlar y fijar lo máximo posible los parámetros para intentar controlar el experimento. Espero que con el post os haya ayudado a entender algo mas y a animaros a realizar el experimento.

Por cierto, ¿alguna idea sobre las Pepsis?

Sergio

* El Ciclamato sódico está prohibido por la FDA (food and drug administration), debido a sus posibles efectos cancerígenos desde 1969.(Sodium cyclamate - NNS, ILL - Removed from GRAS list 10-21-69 - 189.135). De esta manera, no encontraremos ciclamato sódico en ningún productos de Estados Unidos, Gran Bretaña, Australia, Bélgica, etc...pero si en los países de la UE, donde la regulación es mas flexible.(Mas Información)
Al parecer, la hidrolisis del ciclamato genera ciclohexilamina, altamente tóxico, teratogénico, aunque de momento los ensayos realizados en mamíferos han dado negativo en carcinogenesis.
.
Algunos de los productos en España que contienen ciclamato sódico son Coca-Cola light y Zero (parece ser que las pepsis no llevan ciclamato sódico), Fanta Zero, Nestea sin azucar y Mermeladas Hero Diet.

AMPLIACIÓN DEL ARTÍCULO (3/1/2012)

Si quieres saber mas sobre el famoso experimento de las latas de Coca-cola puedes entrar en el artículo realizado por Claudi Mans i Teixidó (profesor del Departament d'Enginyeria Química de la Universitat de Barcelona), gran divulgador en temas de química con varios libros de divulgación en el mercado. ¡Un saludo Claudi!

9 comentarios:

Anónimo dijo...

mmm una pregunta si el experimento se realiza con botellas en vez de latas hay diferencia???

Anónimo dijo...

si se hace el experimento con botellas en vez de latas hay diferencia??

Sergio Paredes dijo...

Por supuesto que tiene que haber diferencias. Las densidades del vidrio y del aluminio son diferentes, y las cantidades de bebida también (excepto que utilices la de 33 ml), con lo que las densidades relativas medias también varían.

Nunca he realizado el experimento con botellas, así que no se como funciona. Si lo pruebas dime que tal te ha ido. ¿Vale?

Saludos

Sergio

Anónimo dijo...

no hay diferencia si esta fria o caliente?

Sergio Paredes dijo...

Pues eso no lo he probado, pero no creo que varíe, puesto que las densidades medias serán las misma, ya que la lata está cerrada...

Un saludo

Claudi Mans dijo...

Hola,

dediqué un artículo a ese experimento, con algunas diferencias de matiz en su interpretación. Véase en
http://www.angel.qui.ub.es/mans/Documents/Textos/Els%20misteris%20de%20la%20CocaCola%20complet.pdf

Sergio Paredes dijo...

Hola Claudi,

d’entrada que sàpigues que sóc un gran seguidor de la teva feina de divulgació, de fet he recomanat el teu llibre Sferificacions i macarrons moltes vegades al bloc, i també en tinc a casa alguns altres dels teus llibres.

Moltes gràcies per l’enllaç al teu article, que no el coneixia, i veig que has treballat el tema molt més que jo… Arribem doncs a la mateixa conclusió i és que les llaunes plenes de Coca-cola zero i light tenen densitats mitjanes inferiors a les de l’aigua, i les llaunes plenes de Coca-cola normal en tenen més densitat mitjana. També vaig suposar que les llaunes de refresc eren pràcticament iguals i també va ser una suposició correcte, i que per tant era el líquid el “culpable” de la flotabilitat de les llaunes. Fins aquí la part experimental.

Jo vaig suposar, i ara comencem amb les teories, que la quantitat de CO2 a les llaunes son semblants, ja que es deuen fer en cadena a la fabrica (que per cert no he visitat), i que aquesta quantitat de CO2 és la causa principal de les llaunes tendeixin a surar. Sinó fos el CO2, no podria ser cap altre substancia, ja que cap es troba en concentracions elevades per variar substancialment la densitat de l’aigua. La raó per la qual en canvi la Coca-cola normal s’enfonsa i l’altre sura deu ser deguda per la elevada quantitat de sucre en la beguda normal. Els edulcorants utilitzats en les altres begudes en canvi, posseeixen un elevadíssim poder edulcorant (respecte la sacarosa), i per tant les seves concentracions són ínfimes respecte a la Coca-cola zero.

No coneixia el fet de que si l'aigua sobre la qual es fa l'experiment es troba a una temperatura superior a 31ºC, cap de les llaunes de Coca-cola sura, moltísimes gràcies per l’aportació (aquesta i d’altres que desconeixia), però té tota la lògica. No obstant crec que hi hagut un malentès, doncs el que jo he entès de la pregunta de Anonimo, és que el que s’escalfava era la llauna i no l’aigua sobre la que es feia l’experiment. Si escalfem la llauna pocs graus, segons el meu criteri, la densitat mitjana de la llauna plena no varia substancialment, doncs els fluids que hi ha dins de la llauna no poden sortir (la massa no varia) i la llauna en si tampoc varia gaire el seu volum, amb variacions de pocs graus. No obstant no he realitzat l’experiment per comprovar-ho i no ho puc dir rotundament. La química i la física són ciències experimentals.

Moltísimes gràcies per entrar i comentar en el bloc! Faré algunes modificacions a l'entrada, per a que no hi hagin dubtes i faré l’enllaç del teu article a l’entrada del bloc, si no et fa res)

Salutacions!

Sergi

Daa antonio dijo...

me gusto esta bueno vale la pena decirlo mandare a mis alumnos a hacer eso. Siga publicando experimentos prof.

Sergio Paredes dijo...

¡¡Muchas gracias Daa!! ¡¡Un saludo!!

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