el mundo mÁgico de la quÍmica

CUESTIÓN DE GASES

El mundo mágico de la química

Objetivo• Demostrar la ley de Boyle-Mariotte

El mundo mágico de la ciencia

Al aumentar la presión disminuye el volumen, y viceversa.

Presión y volumen son magnitudes inversamente proporcionales

Fundamento químico:• Esta ley relaciona la presión y el volumen

de un gas cuando la temperatura es constante.

• Establece que la presión de un gas en un recipiente cerrado es inversamente proporcional al volumen.


PROCEDIMIENTO

• Encerramos la nube y la jeringuilla con 2 cm3 de aire en un bote de cocina al que se le pueda practicar el vacío con una bomba.

• Observamos como la nube de azúcar (chuche) aumenta de volumen y el émbolo de la jeringuilla se desplaza hasta 5 cm3.

• Al abrir de nuevo el bote la nube y la jeringuilla vuelven a su estado inicial.


VOLCÁN EN ERUPCIÓN


Objetivo


Realización de una reacción sencilla con desprendimiento de dióxido de carbono.

Fundamento químico

PROCEDIMIENTO I

• Se llena la botella con agua hasta 1/3 de su volumen y se añade vinagre hasta completar algo más de los dos tercios. Sobre esta disolución se echa una cucharada de pimentón que dará color rojo a la "lava". Ahora se coloca la botella en el interior del volcán; de tal modo que al tener lugar la reacción química la "lava" generada ascienda por el cuello de la botella y resbale por las paredes del volcán.


PROCEDIMIENTO II

• Para que se produzca dicha reacción se añade por la boca del volcán un par de cucharadas de bicarbonato de sodio. Al entrar en contacto este sólido con el ácido acético contenido en el vinagre tiene lugar el siguiente proceso donde se genera dióxido de carbono (gas) que "empuja" la lava hacia el exterior.

• Si se añade harina a la botella que contiene el vinagre se conseguirá que la lava tenga un aspecto más espumoso, siendo más espesa.


MOTOR DE EXPLOSIÓN


Objetivo

• Estudio de la reacción de combustión de un motor de cuatro tiempos.


Fundamento químico (I)

• La combustión en un motor procede de la reacción del combustible (gasolina) y el comburente (aire).

• Se introduce en el cilindro la mezcla de aire y combustible en una proporción de 14,5:1. Se hace saltar una chispa que eleva la temperatura y el combustible se quema en presencia del oxígeno del aire.

• La energía química del combustible se libera en forma de calor cuando se quema, transformándose en el motor en energía mecánica.


Fundamento químico (II)El funcionamiento del motor de cuatro tiempos se

lleva a cabo en cuatro etapas:• 1er tiempo (Admisión): entrada de combustible y

aire a la válvula de admisión, al bajar el pistón.• 2º tiempo (Compresión): el pistón sube y

comprime la mezcla al reducir el volumen.• 3er tiempo (Explosión): al encender la bujía, ésta

provoca la explosión; en este momento el pistón es empujado y baja.

• 4ºtiempo (Expulsión): los gases producidos por la explosión son expulsados a través de la válvula de expulsión; en este momento el pistón baja.


PROCEDIMIENTO

– Añadimos 3 gotas de gasolina al bote en el que tenemos 1 L de aire. Dejamos caer una cerilla encendida y vemos como ocurre una pequeña explosión que desplaza el cartón con un pequeño agujero (a modo de émbolo) que hemos colocado encima.

– La proporción tiene que ser 3 gotas de gasolina por cada litro de aire. Si no tenemos esa proporción y añadimos más gasolina, la reacción no tiene lugar ya que todas las reacciones para que se puedan producir se tienen que dar con unas proporciones determinadas.


¿PUEDE ARDER EL AZÚCAR?


ObjetivoObservar la combustión del azúcar mediante un

catalizador


• El azúcar se funde antes de arder porque la temperatura de fusión (cambio de estado físico) es inferior a la temperatura de combustión (cambio químico). El azúcar arde en el aire a una temperatura superior a los 500 ºC. Por eso si aproximamos una llama a un terrón de azúcar vemos que no arde, se tuesta y se funde formando caramelo.

• Si impregnamos el terrón de azúcar con la ceniza y acercamos la llama podemos ver que el azúcar comienza a arder. La ceniza actúa como un catalizador que permite que la reacción de combustión suceda a una temperatura muy inferior.

Fundamento químico

LA GOTA SUBMARINA


ObjetivoObservar el comportamiento de los líquidos

en función de su densidad.

Fundamento químico:• Variando la proporción de agua y alcohol modificamos la densidad

de la mezcla y hacemos que la gota de aceite suba o baje.• El aceite (d= 0,92 g/ml) flota en el agua (d=1 g/ml) porque es menos

denso, pero se hunde en el alcohol (d=0,79 g/ml) porque es más denso. Por consiguiente, puede prepararse una mezcla de agua y alcohol, en la cual dicho aceite ni flote ni se hunda hasta el fondo.


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PROCEDIMIENTO

• En primer lugar se pone un poco de aceite en el vaso pequeño y se coloca en el fondo del vaso grande. Se echa alcohol en el vaso grande procurando que no caiga directamente en el aceite del vaso pequeño. Por último, con una cuchara o con la jeringa, se añade, poco a poco, agua sobre el alcohol, procurando que no caiga directamente sobre el vaso pequeño.

Vemos que, finalmente, el aceite sale del vaso pequeño y forma una esfera que quedará flotando en el interior de la mezcla de alcohol y agua.


PROCEDIMIENTO II

• Retiramos con precaución el vaso pequeño dejando la esfera de aceite en el interior de la mezcla. Podemos hacer que la gota suba o baje añadiendo agua (para subir) o alcohol (para bajar)


AIRBAG CASERO


Objetivo:Realización de una reacción sencilla con desprendimiento de dióxido de carbono.

Fundamento químico:Al romper la bolsa pequeña entran en contacto el vinagre y el bicarbonato y se produce una reacción química con desprendimiento de dióxido de carbono.


PROCEDIMIENTO

• Llenamos una bolsa pequeña con vinagre.Cerramos la bolsa con un nudo.Ponemos bicarbonato en la otra bolsa.Metemos la bolsa pequeña dentro de la bolsa grande, procurando que queda rodeada de bicarbonatoY por último, cerramos la bolsa grande y ya tenemos nuestro airbag casero.Si golpeamos con un martillo sobre la bolsa pequeña se produce una reacción química con desprendimiento de gases que llena la bolsa grande.


EL SECRETO DE LOS

CARAMELOS MENTOS


ObjetivoObservación de un fenómeno de liberación de tensión superficial

Fundamento químico• La coca cola Light contiene un gas, el dióxido de carbono. Para que

el gas escape del refresco es necesario que se formen unas burbujasdel tamaño adecuado y que se forman separando las moléculas deagua que están fuertemente unidas.

• Los caramelos Mentos, el azúcar, la sal y la arena logran separar lasmoléculas de agua y permiten la formación de las burbujas.

• Se cree que la superficie de los caramelos Mentos (llena de poros)favorece la formación de las burbujas. Otro factor está en la gomaarábiga que forma parte de los caramelos y que reduce la tensiónsuperficial del refresco favoreciendo la salida de las burbujas.


TINTA INVISIBLE


ObjetivoObservación del comportamiento de los ácidos con el calor

Fundamento químicoEl jugo de limón es un ácido débil que descomponela celulosa del papel en azúcares. El calorsuministrado tiende a caramelizar los azúcares,adquiriendo éstos un color marrón que revela laescritura secreta.


PROCEDIMIENTO

• Escribimos en nuestro papel el mensaje secreto con el pincel mojado en zumo de limón y luego pasamos el papel cerca del fuego con cuidado de no quemarlo.


CALDO DE COL

LOMBARDA


ObjetivoObtener un líquido capaz de detectar la presencia de ácidos y bases a nuestro alrededor.

Fundamento químicoLa lombarda contiene sustancias que actúan comoindicadores ácido-base, de manera que es capaz deaparecer en medio ácido, morada en medio neutro yverde en medio básico.


Ejemplos de pH• El pH es una medida de la acidez o alcalinidad de

una disolución. Se usa, por ejemplo, para medir el nivel de acidez del agua de la piscina.

• Este tipo de indicadores de acidez es natural, ya que no se mezcla con productos químicos.Dependiendo del pH del suelo la Hortensia puede poseer flores rosas o azules.


http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7f/Hydrangea_macrophylla_-_Hortensia_hydrangea.jpg

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/7f/Hydrangea_macrophylla_-_Hortensia_hydrangea.jpg

PROCEDIMIENTO

• A nuestro caldo de lombarda que tenemos en un tubo de ensayo le vamos añadiendo las distintas sustancias de prueba: limón, lejía, detergente, bicarbonato sódico, vinagre, café, amoniaco, ácido clorhídrico, alcohol, zumos de frutas... y observamos los cambios de color en función del pH de la sustancia de prueba añadida.


Valores de PH

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

Lombarda Rojo Rojo violáceo Azul Verde Amarillo

PANTERA ROSA


ObjetivoTrabajar con la fenolftaleína como

indicador de pH

Fundamento químicoLa fenolftaleína es un indicador de

pH. Posee dos formas: una básica, que puede tomar protones en medio

ácido; y una ácida, que puede ceder protones en medio alcalino.

La fenolftaleína para pasar de una forma a la otra sólo tiene que tomar o ceder un protón, proceso que es reversible.Eseintercambio de protones está condicionado por el pH del medio.

La presencia o ausencia de ese protón cambia la estructura 3D de la

molécula, cambiando la longitud de onda absorbida y su color. Así, en medio

alcalino -donde perdió el protón-, es rosada y en medio ácido incolora.

PROCEDIMIENTO

• Con un pincel pintamos una pantera rosa con la fenolftaleína en medio ácido. En principio no se ve nada en el papel ya que la fenolftaleína en medio ácido es incolora, pero al introducir el papel en la bolsa con el paño de amoniaco, aparece la pantera rosa.


EL HUNDIMIENTO

DEL TITANIC


Objetivo Estudiar la reacción del ácido clorhídrico con el amoniaco y la comprensión del poliespan.

Fundamento químicoHumo blanco de las chimeneas del Titánic:Se produce la síntesis de cloruro armónico a partir de vapores de cloruro de hidrógeno y de amoniaco. Como la nueva sustancia es sólida a temperatura ambiente, forma en primer lugar una suspensión en al aire de nubes blancas.

Acido clorhídrico + hidróxido de amonio cloruro de amonio

HCI + NH3 NH4CL


Hundimiento del titánic:

• El poliestireno expandido (poliespan) es una “espuma”, por eso, es tan lígero. Al introducir el poliestireno en acetona lo único que estamos haciendo es comprimir el poliestireno.

• El burbujeo puede haceros pensar que está sucediendo una reacción química, pero no es así.

• La acetona disuelve el poliestireno y el gas de la “espuma” se libera, de ahí las burbujas.

• Al dejar evaporar la acetona aparece un pegote, que es el poliestireno que estaba disuelto. Como cuando disuelves sal en azúcar; desaparece, pero si dejo evaporar el agua, vuelve a aparecer.

• Las cosas que estén hechas de ese material llevan el siguiente símbolo:


PROCEDIMIENTO

• El Titánic navega por el mar y por sus chimeneas sale humo blanco … construimos un barco de poliespan e impregnamos los bastoncillos de HCl. Al acercarle a cada bastoncillo la varilla de vidrio impregnada de NH3 se desprende un humo blanco.

• Pero el Titánic… choca con un iceberg y se hunde… Introducimos el Titánic de poliespan en un recipiente con acetona y observamos cómo se descompone.


SERPIENTES DE COLORES


http://fotoblogx.blogspot.com/2010/08/las-serpientes-con-estilo-de-guido.html

Objetivo Descomposición espectacular del agua oxigenada

Fundamento químico (I)• El peróxido de hidrogeno concentrado es una sustancia

altamente reactiva, debido a que su descomposición para formar agua y oxigeno es sumamente exotérmica.

• La siguiente reacción termoquímica demuestra este hecho:

2 H2O2 (l) → 2 H2O (l) + O2 (g) ΔHº = −196,0 kJ


Fundamento químico (II)Para esta reacción es definitiva la utilización de un catalizador (KI). Su función es acelerar el proceso sin intervenir en la reacción.


PROCEDIMIENTO

• Se vierten 30 mL de agua oxigenada concentrada en una probeta. Se añade un chorrito de lavavajillas y el colorante alimenticio. Para finalizar se añade media espátula de KI (catalizador que acelera la reacción).

• El agua oxigenada, H2O2, se descompone dando oxígeno y se obtiene un río largo de espuma (gracias al detergente) de color (gracias al colorante) . La reacción en que se produce espuma es exotérmica así que el visitante siente el calor desprendido al poner la mano por encima de la espuma con agua oxigenada.


EXTRACCIÓN DE CLOROFILA.

MATERIAL• Mortero.

• Etanol.

• Tubo de ensayo.

• Embudo.

• Papel de filtro.

• Hojas de espinacas.

• Placa Petri.

• Gradilla de tubo de ensayo.

OBJETIVOS

• Realizar un extracto de los pigmentos de una planta verde.

• Separar los distintos pigmentos que forman el extracto.

DESARROLLO• Corta trozos de hoja y colócalos en

un mortero con etanol. Tritura las hojas hasta que el etanol quede

verde.

• Viértelo en un embudo con papel de filtro recogiendo el filtrado en la

probeta.

¿Qué color tiene el extracto?

• Viértelo en la placa Petri y coloca en su interior en papel de filtro, en forma de columna. Después de unos minutos interpreta los resultados sabiendo que:

-Clorofila: verde.

-Carotenos: anaranjado.

-Xantofila: amarillento.

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