5 EXPERIMENTOS CASEROS PARA PENSAR

Volvemos después de las vacaciones de Navidad, un poco mas gordos, y con mas ideas para este nuevo año. En esta ocasión os mostramos 5 experimentos caseros para pensar. Algunos de estos experimentos ya habían salido en el canal, pero han sido grabados nuevamente para este artículo. Este tipo de experimentos son especialmente interesantes, puesto que con muy poco dinero podemos realizar experimentos asombrosos, en muchas ocasiones difíciles de explicar, para el gran público. Todos ellos se pueden realizar en un nivel de 2º de ESO.

1. LA MONEDA SALTARINA

En este experimento, podemos observar una botella de vidrio, un baño con hielo, y una moneda de 20 céntimos. Al enfriar la botella y taparla con una moneda, ésta salta. ¿Como podemos explicarlo?

Al ir calentándose la botella, el gas en su interior también lo hace, moviendose cada vez mas rápidamente, golpeando las paredes y realizando mayor presión. De esta manera la moneda salta.

Vídeo antiguo de CLUSTER:

2. LENTEJAS BAILARINAS

No había realizado nunca este experimento y me parecía muy curioso. En un tarro de plástico se añade gaseosa, u otra bebida carbonatada. Al añadir lentejas, éstas suben y bajan.

La explicación es muy curiosa. El gas que deja de estar disuelto en la gaseosa queda adherido a las paredes de las lentejas, haciendo que su densidad media sea lo suficientemente pequeña como para flotar. Al llegar a la superficie, el gas se desprende de la lenteja y se libera, dejando a la lenteja otra vez con mayor densidad, así que ésta vuelven a caer. Y así sucesivamente. El hecho de que el gas quede adherido o adsorbido en la superficie de la lenteja desplaza el equilibrio CO2(ac) CO2(g) a CO2 (g), desprendiéndose cada vez mas CO2 (g).

Si quieres saber mas sobre este equilibrio entra aquí, o mira este vídeo:




3. LA TINTA MÁS RÁPIDA

Otro caso relacionado con la teoría cinético molecular. Al añadir unas gotas de tinta en diferentes disoluciones, una fría, y la otra caliente, se observa que en la caliente el proceso de difusión es más rápido. Este hecho es debido a la velocidad de partículas. Según la teoría cinéticomolecular la temperatura está relacionada con la velocidad de las partículas. A mas temperatura, mayor velocidad.

Vídeo antiguo de CLUSTER:



4. EXPERIMENTO CON COCA-COLAS

Experimento muy conocido sobre las Coca-colas. Tan solo las Coca-cola normal se hunde. Podemos explicar este hecho hablando sobre densidades, la densidad de la Coca-cola normal es ligeramente mayor que las otras, y mayor que la densidad del agua, así que se hunde, por principio de Arquímedes, mientras que las otras flotan.

Esta diferencia de densidades se deben a la diferente masa que posee cada Coca-cola, mientras que los volúmenes son idénticos en las tres latas. Muy probablemente esta diferente masa se debe a la gran cantidad de azúcar que posee la lata de Coca-cola (35 gramos de azúcar) ,mientras que la lata que posee los edulcorantes, la cantidad de éstos es mínima, puesto que el poder edulcorante de éstos es muy elevado en comparación al azúcar.

Como podemos ver en la tabla, el ciclamato es 30 veces mas dulce que la sacarosa (azúcar comercial), el acesulfamo K 150 veces y el aspartamo 200 veces mas dulce.

5. CAJA DE GALLETAS LOCA.

Se presenta una caja que tanto puede bajar como subir por una pendiente. Es un experimento muy antiguo, data ya en los libros de Tissandier y de Estalella, y hay un pequeño truco en la caja. Efectivamente hay un peso en la caja que hace mover la caja. Se puede utilizar para explicar la segunda ley de Newton, para que haya una variación del movimiento es necesaria la existencia de una fuerza.



Espero que os hayan gustado estos experimentos. Nos vemos!!!

Sergio

Una pelota de helio

La gente de Maui Toys han sacado un nuevo juguete. Consiste en una pelota, pero no una pelota corriente, sino una pelota llenada con helio. En lugar de inflar la pelota con aire, ésta contiene en su interior helio, de esta manera tiene propiedades realmente espectaculares. Observa el siguiente vídeo:



Efectivamente, si hace unos meses hablábamos de la densidad de los alimentos, y podíamos comprobar cual era mas denso y cual menos sumergiéndolos en agua, ¿por que no hacer lo mismo con los gases? ¿Todos los gases tienen la misma densidad?

Lo cierto es que no. Mientras que el nitrógeno y el oxigeno (componentes principales del aire) tienen una densidad de 0,00117 y 0,00133 g/cm3 respectivamente, el argón (un gas noble muy pesado) tiene 0,00178 g/cm3 y el helio (otro gas noble, esta vez muy ligero)tiene una densidad de 0,00017 g/cm3. Es decir que el helio pesa 10 veces menos que el argón.
Así que de la misma forma que una lata de coca-cola cero sube y flota por encima del agua, un globo con helio sube por encima del aire, ya que poseen menor densidad que el oxigeno y que el nitrogeno.

Así que ya tenemos un nuevo juguete, que a la vez nos ha permitido volver a hablar sobre densidades:



El juguete es de Maui Toys. Si vais a este enlace podréis entrar la casa comercial para comprarlo.

Saludos

Sergio

El mercurio

El mercurio es un metal de características muy particulares. Se trata del único metal de transición que es líquido a temperatura ambiente, su punto de fusión es de -38,68 ° y su punto de ebullición tampoco es muy elevado 356,88 °C, con lo que es probable que a temperatura ambiente o calentándolo levemente podamos inhalar vapores de mercurio, que son especialmnete tóxicos. Otro metal de características parecidas es el galio, ya que su punto de fusión es de 28,56 °C, aunque éste es menos tóxico. Otras propiedades son su elevada tensión superficial y que es un líquido que no moja.



Otra particularidad del mercurio es elevada densidad. La densidad del mercurio es de 13,53 g/cm3, es decir 13,53 veces mas pesado que el agua (utilizando el mismo volumen). La historia nos cuenta que Torricelli pudo medir la presión atmosférica utilizando una barra de un metro de vidrio, ésta descendía hasta 760 mm, dejando un vació en su interior. Torricelli no podría haber realizado el experimento de otra manera, puesto que con agua habría necesitado una barra de vidrio de mas de 10 m, para poder igualar a la presión atmosférica. La densidad del mercurio es tan elevada que podemos dejar una bola de acero encima y podremos ver como flota.



El Programa de las Naciones Unidas para el Medio Ambiente (PNUMA) ha realizado un estudio sobre el mercurio y sus efectos nocivos. En él se detalla que el mercurio es altamente nocivo para la salud pública y el medio ambiente, al igual que sus sales y un derivado altamente peligroso (el metilmercurio, que podemos consumirlo en dietas levadas de pescado). En concreto este informe nos dice textualmente:

"La vía principal de exposición al mercurio elemental es por inhalación de sus vapores. Cerca del 80% de los vapores inhalados es absorbido por los tejidos pulmonares. Este vapor también penetra con facilidad la barrera de sangre del cerebro y su neurotoxicidad está bien documentada. La absorción intestinal de mercurio elemental es baja. El mercurio elemental puede oxidarse en los tejidos corporales a la forma divalente inorgánica.
Se han observado trastornos neurológicos y de comportamiento en seres humanos tras inhalación de vapor de mercurio elemental. Algunos de los síntomas son: temblores, labilidad emocional, insomnio, pérdida de la memoria, cambios en el sistema neuromuscular y dolores de cabeza. Se han observado asimismo efectos en el riñón y la tiroides. Las exposiciones altas también han ocasionado mortalidad. En cuanto a carcinogenicidad, la evaluación general del IARC (1993) concluye que el mercurio metálico y los compuestos inorgánicos de mercurio no son clasificables en cuanto a carcinogenicidad para los seres humanos (grupo 3). Por consiguiente, los efectos neurotóxicos, como la inducción de temblores, podrían constituir el efecto crítico que sirva de base para la evaluación de riesgos. También deberían considerarse los efectos en riñones (conducto renal), pues son el punto de destino crítico en lo que a exposición a compuestos inorgánicos de mercurio se refiere. Puede que el efecto sea reversible, pero como la exposición de la población general tiende a ser continua, el efecto puede seguir siendo relevante."

Aunque de momento no se puede clasificar como cancerígeno, lo mas adecuado al trabajar con él es utilizar guantes y mascarilla para no inhalar sus vapores, a poder ser bajo vitrina extractora.

Mas información entra en Dossieres Greenfacts.

Sergio

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!

Movido no agitado

Observa atentamente el siguiente experimento:



¿Como podemos explicarlo?

Lo que hemos realizado es una separación por densidades. El vino contiene alcohol etílico o etanol de formula C2H5OH y de densidad menor a la del agua (0,789 g/cm3, mientras que el agua es de 1 g/cm3). Esto significa que si los juntamos, en principio, como hemos visto en la densidad de los alimentos, el vino "flotaria sobre el agua". De hecho podríamos decir para ser exactos, que la mezcla agua-alcohol del vino arrastraría los compuestos coloreados del vino (taninos) hacia la parte superior.

Pero, ¿por que no se mezclan?

Como todos sabemos, el alcohol etílico se mezcla perfectamente con el agua, y también lo realiza el vino... así pues, ¿cual es la explicación al misterio?

Para poder explicarlo tenemos que hablar de dinámica de fluidos. No os asustéis, no es muy difícil. Existen dos tipos de flujos o corrientes: laminar y turbulenta. En la turbulenta apenas hay control. Las moléculas se mezclan automáticamente en formas de remolinos violentos y el alcohol se disuelve en el agua sin remedio. En el flujo laminar en cambio, el proceso es muy lento, y se puede considerar que los fluidos de mueven como si fuesen láminas unas sobre las otras apenas sin tocarse. ¡¡¡En este caso podemos incluso unir agua y vino, y conseguir que éstos no se mezclen!!!

Sergio

Curiosidades con la densidad

Uno de los conceptos que se estudian inicialmente en la enseñanza secundaria es el de densidad. Densidad es la relación entre la masa de un cuerpo (que no su peso) y el volumen que ocupa tal cuerpo. Una práctica sencilla sería la de determinar la masa de diversos cuerpos por medio de una balanza, así como su volumen por la variación de la altura del agua en una probeta al introducir el cuerpo y dividir los resultados.



De esta manera podemos clasificar los cuerpos en densos o poco densos, y nos daremos rápidamente cuenta que no los cuerpos mas grandes, no han de ser los mas densos, ni los pequeños poco densos. Una practica excelente para empezar a relacionar densidades con objetos y clasificar así las substancias es dejándolas caer en agua. Si flotan es que son menos densas que el agua. Si se hunden es que son mas densas...



¿Que pasaría con otros objetos como por ejemplo latas de Coca-Cola?



¿Porque la lata de Coca-Cola normal se hunde y la de Coca-Cola zero flota?

En breve en Cluster

Sergio