sábado, 18 de agosto de 2012

233 Velocidad de una reacción química

Para realizar nuestro experimento necesitamos dos vasos, agua fría, agua caliente y unas pastillas efervescentes.

Las pastillas efervescentes contienen bicarbonato sódico y un ácido sólido (por ejemplo ácido cítrico). En contacto con el agua se produce una reacción química entre el ácido y el bicarbonato. Los productos que se obtienen son una sal, agua y dióxido de carbono que forma las burbujas que suben a la superficie del agua.

Son muchos los factores que pueden modificar la velocidad de una reacción química. En nuestro experimento estudiaremos el efecto de la temperatura (primera parte del experimento) y la influencia del estado físico de los reactivos (segunda parte).

Primera parte: efecto de la temperatura
Llenamos un vaso con agua caliente y el otro con la misma cantidad de agua fría. Luego dejamos caer una pastilla efervescente en cada vaso y vemos que en el vaso con agua caliente la velocidad de la reacción química es mayor y la pastilla se disuelve en menos tiempo.
Al elevar la temperatura aumenta la velocidad de las moléculas reaccionantes, aumenta el número de choques y, por tanto, se incrementa la velocidad de la reacción química.

Segunda parte: Estado físico de los reactivos 
Llenamos los dos vasos con la misma cantidad de agua fría. Luego trituramos una pastilla efervescente y, por último, dejamos caer una pastilla en un vaso y la pastilla triturada en el otro vaso. Podemos ver que en el vaso con la pastilla triturada la velocidad de la reacción química es mayor y la pastilla se disuelve en menos tiempo.
Cuando un sólido reacciona con un líquido la reacción química sólo tiene lugar en la superficie del sólido en contacto con el líquido. Si trituramos el sólido (la pastilla efervescente) aumenta notablemente la superficie de contacto y se incrementa la velocidad de reacción. La pastilla triturada se disuelve en menos tiempo.


martes, 14 de agosto de 2012

232 Un globo que no se rinde

Para realizar nuestro experimento necesitamos una botella, un globo y un recipiente con una mezcla de agua con cubitos de hielo.

En primer lugar llenamos la botella con un poco de agua caliente. Agitamos bien para calentar el recipiente y luego vaciamos la botella.
Colocamos el globo en la boca de la botella de manera que contenga algo de aire y quede en posición vertical. Y por último metemos la botella en el recipiente con agua helada. En unos segundos el globo se desinfla y cae.

Si luego dejamos la botella encima de la mesa y esperamos un tiempo el globo se inflará lo suficiente para recuperar la vertical.

Explicación 
La presión del aire en el interior del globo es directamente proporcional a la temperatura:
Si aumenta la temperatura del aire aumenta la presión interna y el globo se infla.
Si disminuye la temperatura disminuye la presión del aire y el globo se desinfla.

En nuestro experimento, variamos la temperatura del aire metiendo la botella en una mezcla de agua con cubitos de hielo.


martes, 7 de agosto de 2012

231 Burbujas inflamables

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua oxigenada, una pila alcalina, una sierra pequeña, un palito de madera, un mechero y un vaso.

En primer lugar tenemos que cortar por la mitad la pila alcalina. Se puede utilizar una sierra pequeña y es mejor ponerse unos guantes de látex. La operación tiene su dificultad y se requiere la ayuda de un adulto.

En el interior de la pila alcalina, ocupando la zona periférica, encontramos dióxido de manganeso pegado a la carcasa exterior. Necesitamos una cantidad muy pequeña y no es necesario vaciar la pila.

Por último, ponemos un poco de agua oxigenada en un vaso y añadimos una cantidad pequeña de dióxido de manganeso. Inmediatamente se forman burbujas y una espuma que asciende rápidamente. También podemos observar que el vaso se calienta.

Explicación
Un catalizador es una sustancia que, incluso en cantidades muy pequeñas, modifica enormemente la velocidad de una reacción química, sin que ella misma sufra un cambio químico permanente en el proceso. Como un ejemplo consideremos la descomposición del peróxido de hidrógeno (agua oxigenada) en agua y oxígeno. En ausencia de catalizador esta reacción se realiza muy lentamente. Muchas diferentes sustancias son capaces de catalizar la reacción, entre ellas el dióxido de manganeso.

La adición de dióxido de manganeso de la pila causa la descomposición del agua oxigenada para dar agua y burbujas de oxígeno. La reacción es exotérmica (desprende energía) y por este motivo el vaso se calienta. Podemos reconocer el oxígeno introduciendo una astilla incandescente en el recipiente y comprobando que se aviva la llama.

Por último, los catalizadores proporcionan un camino alternativo para la reacción química, alterando la velocidad de la misma, pero no se consumen. Al final de la reacción se observa que el dióxido de manganeso permanece en el fondo del recipiente.




sábado, 4 de agosto de 2012

230 Electrólisis de una mezcla de agua y sal

Para realizar nuestro experimento primero preparamos en un vaso una disolución salina saturada y luego metemos dos electrodos de grafito conectados a una pila de 9 voltios.

En ausencia de corriente no se aprecia ningún cambio químico en la disolución. Pero, al conectar los extremos de los cables a la pila se liberan unos gases en los electrodos de grafito. La electrólisis es la producción de una reacción química no espontánea mediante el paso de una corriente eléctrica por una disolución o por una sal fundida. Lo importante es la presencia de iones libres que permitan el paso de la corriente eléctrica.

En el cátodo (el electrodo conectado al polo negativo de la pila) se libera hidrógeno y en el ánodo (el electrodo conectado al polo positivo) se libera gas cloro que se puede reconocer por el olor desagradable que desprende. En nuestro experimento se produce poco gas pero es importante recordar que si aumenta la concentración el cloro es un gas muy tóxico.

Por último, la cantidad de gas liberado depende del voltaje de la pila.