Es posible comprender que tanto la Física como la Química no son algo misterioso, sino que, por el contrario, con las combinaciones perfectas se pueden lograr excelentes experimentos en casa, realizados en familia, donde la diversión, las risas y el asombro no faltarán.
Con simples materiales se pueden lograr maravillas, y el doctor en Química, Ariel Maratta Martínez, comparte algunos experimentos que, siempre con la supervisión de un adulto, se pueden realizar en casa.
Agua por vino
Casi como Jesús, este experimento de física intercambia el agua por vino utilizando un efecto visual atractivo.
Materiales
Agua
Vino tinto
Dos vasos de vidrio iguales y pequeños
Una tarjeta lisa o un naipe
Procedimiento
Llenar en forma completa un vaso con agua y el otro con vino. Cubrir el vaso de agua con la tarjeta e invertirlo, colocándolo con cuidado sobre el vaso con vino.
Cuando ya esté en posición, retirar de a poco la tarjeta hasta dejar una hendidura entre los dos vasos, de modo que ascienda una fina “vena de vino” en régimen laminar.
Tener cuidado de no retirar demasiado la tarjeta ni mover los vasos. Durante un par de minutos podrás observar como el agua se “convierte” en vino.
Explicación
Dos fenómenos físicos intervienen en este experimento. Por un lado, la diferencia de densidades entre el agua y el vino, donde este último es una solución de etanol en agua, de menor densidad, por lo que flota en el agua. Pero para que el vino no se mezcle fácilmente con el agua, otro fenómeno entra en juego, el flujo de los fluidos.
Cuando un fluido fluye, lo puede hacer de dos maneras, en una el flujo se desliza como si se tratara de láminas o venas de corriente, sin mezclarse. En ese caso el flujo es laminar. Cuando las líneas de corriente se entremezclan el flujo es turbulento.
Cristal luminoso
Experimento cautivante y fácil de hacer, provocado por uno de los fenómenos luminiscentes menos conocidos, pero de los más fascinantes.
Materiales
Dos trozos de cuarzo
Recipiente amplio con agua (opcional)
Procedimiento
Para poder realizar este experimento, primero debes buscar una habitación bien oscura y permanecer en la misma durante unos 5 minutos, para que la vista se acostumbre a la oscuridad. Esto permitirá percibir mejor este fenómeno.
Luego, sosteniendo un trozo de cuarzo en cada mano, presionar las piezas entre sí y frotar una contra otra. Esta presión crea un resplandor naranja entre las piezas.
Opcionalmente, se puede realizar la misma acción bajo el agua.
Explicación
Lo que observamos en el experimento es un fenómeno óptico llamado “triboluminiscencia”. En este, se genera luz cuando un material se separa, rasga, raya, aplasta o frota mecánicamente.
Aunque la triboluminiscencia no se comprende completamente, las teorías predominantes dicen que es debido a una rotura y la reunificación de los enlaces eléctricos. Se puede observar al romper una gran variedad de cristales.
Curiosamente, se relaciona este fenómeno con las luces que se han podido observar en algunos lugares del mundo durante un terremoto, por ejemplo.
Cristales comestibles de azúcar
Lo importante de este experimento es la paciencia, pero valdrá la penala espera, porque el resultado es que lo puedes degustar. ¿Te animas?
Materiales
3 tazas de azúcar
1 taza de agua hirviendo
Colorante vegetal (opcional)
Una olla chica o recipiente similar
Un cucharon de madera o similar
Un vaso de vidrio o frasco
Palitos para brochette de madera
Servilleta de papel servilleta y/o broche de ropa
Procedimiento
Este experimento requiere un mayor cuidado, por eso es importante la supervisión de un adulto.
Lo primero que harás es disolver en una olla chica el azúcar con agua hirviendo. En este paso, se pueden agregar unas gotas de colorante. Mezclar bien todo y dejar que la solución se enfríe un poco antes de volcarla en el frasco. Este procedimiento debe realizarse con muchísima precaución.
Una vez colocada la solución de azúcar en el frasco, introducir un palito para brochette y sostenerlo en forma vertical con un broche o atravesando una servilleta de papel, que a su vez permitirá la evaporación mientras mantiene limpia la solución. Luego, colocar el recipiente en un lugar donde no moleste.
Es el momento de poner en práctica la paciencia, ya que pueden pasar algunos días para que los cristales crezcan bien, incluso una semana o más.
Si ves que se forman cristales en la parte superior del frasco, puedes quitarlos. Cuando los cristales de la brochette estén listos, retíralos y lavar el excedente de solución con un poco de agua.
Ya están listos para disfrutarlos, no solo visualmente, sino también probándolos.
Explicación
La cristalización es un proceso químico en el cual un soluto disuelto se separa de la disolución formando una red de enlaces moleculares que permite obtener un conjunto de cristales sólidos.
Generalmente, la cristalización se emplea para purificar una sustancia sólida. En este experimento, al mezclar el agua y el azúcar se crea una solución sobresaturada, es decir, una solución en la que no se puede disolver más azúcar. A medida que pasa el tiempo, el agua se evaporará lentamente de la solución. Cuando el agua se evapora, la solución se vuelve más saturada y las moléculas de azúcar continúan saliendo de la solución y se acumulan en el palito para brochette.
Hielo instantáneo
Lo asombroso de este experimento es que aprenderás a hacer “hielo caliente” en tan solo unos segundos.
Materiales
Vinagre
Bicarbonato de sodio
Agua
Un vaso o recipiente transparente
Procedimiento
Para realizar este experimento se necesita acetato de sodio. En caso de no disponer de él, se puede sintetizar a partir de la mezcla de bicarbonato de sodio y vinagre. Para preparar el acetato de sodio, primero agrega 200ml de vinagre y dos cucharadas de bicarbonato de sodio. Mezclar bien con una cuchara hasta que desaparezcan las burbujas y colocar la mezcla en una olla. Llevar a fuego medio hasta que la solución tome una consistencia ligeramente viscosa.
Este paso es lento, ya que se busca saturar la solución de acetato de sodio, lo cual se logra al observar un residuo en los bordes de la olla. Dejar enfriar y colocar la mezcla en el recipiente transparente.
Llevar a freezer durante una hora y, pasado el tiempo, tocar la mezcla con un dedo. Observaras como se forma hielo en forma instantánea.
Explicación
El resultado de este experimento no es en realidad hielo, sino la cristalización del acetato de sodio.
Esto se logra debido a que, al tratarse de una solución sobresaturada, el sistema está en un equilibrio metaestable, es decir, en una situación que se puede alterar muy fácilmente.
Cuando sufre cualquier perturbación, se produce una cristalización muy rápida. La reacción es, además, exotérmica, por lo que genera calor.
Colaboración:
Ariel Maratta Martínez. Doctor en Química de la UNSL. Mg. en Química Analítica de la UNSL y profesor de Química.