411 Refracción y lápiz quebrado.

Para realizar nuestro experimento necesitamos un vaso, agua, aceite Johnson, alcohol y un palito.

En primer lugar llenamos medio vaso con agua y luego metemos el palito. Al desplazar el palito parece romperse.

Luego repetimos el experimento dejando sobre el agua una capa de aceite Johnson y otra capa de alcohol. Los resultado son parecidos.

El aceite Johnson impide que el agua y el alcohol se mezclen. El alcohol se deja caer con cuidado por las paredes del vaso para impedir que entre en contacto con el agua.

Explicación
El agua es más densa y permanece en el fondo del vaso. El aceite es menos denso y flota sobre el agua sin mezclarse (son líquidos inmiscibles). El alcohol es el menos denso de los tres líquidos y permanece sobre el aceite sin mezclarse,

La luz se desvía al cambiar de medio (refracción de la luz) y por ese motivo el palito parece quebrado. La refracción se produce si la luz incide oblicuamente sobre la superficie de separación de los dos medios y se origina por el cambio de velocidad de propagación de la luz al pasar de un medio a otro (por ejemplo del agua al aire).

403 Lágrimas de alcohol

Para realizar nuestro experimento necesitamos una copa con una bebida alcohólica. 

Si nos fijamos con atención podemos ver un fenómeno curioso. En la pared interior de la copa, sobre la superficie del líquido, aparece una corona de gotas líquidas que caen poco a poco y luego reaparecen. El fenómeno es característico de las bebidas con un alto grado alcohólico. La graduación alcohólica en una bebida indica la concentración de etanol en tanto por ciento en volumen. Si la etiqueta de una bebida alcohólica indica 20 º significa que contiene el 20% en volumen de etanol.

Explicación

La explicación correcta del fenómeno la proporcionó el científico inglés J Thomson en 1855. El líquido por capilaridad sube por la pared de la copa por encima de la superficie del líquido. El líquido que moja la pared de la copa pierde más alcohol por evaporación y resulta más acuoso. El líquido de la pared tiene ahora mayor tensión superficial, se encoge y tira del líquido hacia arriba. Cuando el peso del líquido en la pared de la copa alcanza un cierto valor se forma una gota que resbala por la pared de la copa y cae. El proceso se repite y nuevas gotas reaparecen en la superficie de la copa.

402 ¿Flota o no flota?

Para realizar nuestro experimento necesitamos un recipiente, agua, aceite, alcohol, unas chinchetas o tachuelas y unas bolas de corcho blanco (poliestireno expandido).

En primer lugar llenamos un tercio del recipiente con agua, luego añadimos una capa de aceite y por último otra capa de alcohol. El agua y el alcohol no se mezclan con el aceite (son líquidos inmiscibles) pero el agua y al alcohol si se mezclan (son líquidos miscibles). El alcohol se añade con cuidado procurando que no entre en contacto con el agua. Se puede dejar caer lentamente por las paredes del recipiente.

Ahora clavamos algunas chinchetas en las bolas de corcho y las dejamos caer en el vaso. Dependiendo del número de chinchetas las bolas se hunden en el fondo del recipiente o quedan flotando en alguna de las superficies de separación (agua-aceite, aceite-alcohol, alcohol-aire).

Explicación

El agua es más densa que que el aceite y éste menos denso que el alcohol. Por eso el aceite flota sobre el agua y el alcohol sobre le aceite. El agua y el alcohol son dos sustancias moleculares polares que no se mezclan con el aceite que es una sustancia molecular apolar. Se dice que una molécula es polar si presenta una separación de cargas.

Un chincheta de acero es más densa que los tres líquidos y se hunde en el recipiente. Una bola de corcho es menos densa que los tres líquidos y flota sobre el alcohol. Al clavar chinchetas en las bolas se logra una densidad intermedia y por eso algunas bolas flotan sobre el agua o sobre el aceite.

354 Solubilidad de un terrón de azúcar

Para realizar nuestro experimento necesitamos tres vasos, agua, alcohol medicinal, aceite johnson y unos terrones de azúcar.

Colocamos agua en el primer vaso, alcohol en el segundo y aceite en el tercer vaso. Luego dejamos caer un terrón de azúcar en cada vaso.

El terrón de azúcar del vaso con agua se desmorona en unos segundos y en pocos minutos se disuelve todo el azúcar. En los otros dos vasos no se aprecia ningún cambio.

Explicación

La solubilidad es la capacidad de una sustancia (soluto) para disolverse en otra (disolvente). La solubilidad depende, entre otros factores, de la naturaleza química de las sustancias.

La capacidad de una sustancia para disolver el azúcar común o sacarosa depende de la polaridad de las moléculas que forman dicha sustancia. Una molécula es polar si presenta una separación de cargas. En caso contrario se dice que la molécula es apolar.

El agua es un disolvente polar con una polaridad muy grande y puede disolver el azúcar. El alcohol medicinal (etanol) también es un disolvente polar pero menos que el agua y no puede disolver el azúcar. Y el aceite es una sustancia apolar que tampoco puede disolver el azúcar.

320 ¿Por qué flotan los cuerpos?

Para realizar nuestro experimento necesitamos un vaso largo, agua, aceite Johnson, alcohol y papel de aluminio.

En primer lugar ponemos en el vaso agua, luego aceite y finalmente alcohol. El alcohol se deja caer con cuidado sobre el aceite para evitar que el agua y el alcohol entren en contacto y se mezclen. De esta forma tenemos en el vaso tres líquidos sin mezclare.

Luego preparamos cinco o seis bolitas pequeñas con un trozo de papel de aluminio. Para realizar correctamente nuestro experimento necesitamos que unas bolas estén más apretadas que otras. Podemos usar unos alicates para las bolas más apretadas.

Por último dejamos caer las bolitas en el vaso. Vemos que algunas bolas flotan sobre el alcohol, otras se hunden y algunas quedan flotando entre el aceite y el alcohol o entre el agua y el aceite.

Explicación

El agua es más densa y permanece en el fondo del vaso. El aceite es menos denso y flota sobre el agua sin mezclarse (son líquidos inmiscibles). El alcohol es el menos denso de los tres líquidos y permanece sobre el aceite sin mezclarse.

La densidad de la bolita determina si se hunde o flota. Si se aprieta poco la bolita tiene mucho aire atrapado en su interior, la densidad será pequeña y flotará en la superficie sobre el alcohol. Apretando más aumentamos la densidad y podemos lograr que la bolita se hunda o que quede flotando entre el agua y el aceite o entre el aceite y el alcohol.

315 Volatilidad del alcohol

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua, alcohol, dos cucharillas de plástico, cinta adhesiva, cuentagotas y un trozo de cartón.

Con las dos cucharillas de plástico, la cinta adhesiva y un trozo de cartón podemos construir una pequeña balanza de dos platos.

Luego ponemos en una cucharilla un poco de agua y en la otra alcohol suficiente para equilibrar nuestra balanza. Pasados unos 5 o 10 minutos después de equilibrar nuestra balanza vemos que se rompe el equilibrio y la balanza cae del lado del agua.

Explicación

Inicialmente nuestra balanza está en equilibrio ya que cada cucharilla contiene el mismo peso (pero no la misma masa) de agua y de alcohol. El alcohol es menos denso que el agua y se necesita más cantidad para equilibrar una cantidad determinada de agua.

El agua y el alcohol que están en las cucharillas se evaporan pasando del estado líquido al gaseoso pero el alcohol, que es un líquido muy volátil, se evapora con mayor rapidez. En pocos minutos la diferencia de peso entre las dos cucharillas hace que la balanza caiga del lado del agua que contiene más peso ya que tarda más en evaporarse.

288 Globo submarino

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua, alcohol, un vaso y un globo pequeño.

En primer lugar llenamos el globo pequeño con agua.

Luego ponemos el globo en un vaso con un poco de agua. Es importante que el globo quede flotando de manera que casi todo el globo esté  sumergido en el agua. Esto se logra al quedar algo de aire atrapado en el interior del globo.

Si añadimos un poco de alcohol al vaso con agua el globo se hundirá.

Y si luego añadimos más agua el globo regresará a la superficie.

Explicación

El agua y el alcohol son dos líquidos miscibles (se pueden mezclar) que tienen diferente densidad:

la densidad del agua es de 1 g/ml y la densidad del alcohol es de 0,79 g/ml.

La flotabilidad está relacionada con la densidad de los cuerpos. Si un cuerpo es más denso que el agua se hunde (por ejemplo una tuerca de acero) y si es menos denso flota (por ejemplo un tapón de corcho).

Inicialmente el globo lleno de agua flota por la pequeña cantidad de aire que queda atrapado en su interior. Al añadir al vaso con agua algo de alcohol disminuye la densidad de la mezcla resultante y el globo lleno de agua se hunde.  Si luego añadimos más agua aumentará la densidad de la mezcla y el globo regresará a la superficie.

278 Danza misteriosa

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua con colorante, alcohol, un cuentagotas y un plato.

En el plato ponemos un poco de agua con colorante (con un centímetro de profundidad es suficiente)

Luego añadimos con el cuentagotas un poco de alcohol en el centro.

Las gotas de alcohol forman un charquito en el centro del plato y se puede observar un movimiento misterioso en el borde que separa al agua coloreada del alcohol.

Explicación

El agua y el alcohol son dos líquidos miscibles que, si entran en contacto,  terminan mezclándose completamente. Pero el proceso de disolución no es instantáneo y requiere un tiempo. Mientras dura el proceso, las moléculas que están en contacto en la superficie de separación de los dos líquidos interaccionan y se produce una danza muy curiosa. Pasados unos segundos se completa la disolución y finaliza el movimiento.

La tensión superficial que actúa en la superficie de los líquidos es responsable de la forma que adopta el charco de alcohol que se deja caer en el centro del agua con colorante. 

277 Columna de densidades

Para realizar nuestro experimento necesitamos una copa alta, una cuchara, caramelo líquido, miel, agua, aceite de girasol, aceite de oliva y alcohol

Para construir una columna de densidades ponemos los líquidos por capas en la copa en el orden indicado. Cada capa puede tener dos o tres centímetros de altura.

Algunas sugerencias para que salga bien el experimento:

Los líquidos pringosos (por ejemplo la miel) se echan con mucho cuidado, procurando que no toquen las paredes del recipiente.

Utilizamos una cuchara para dejar caer los líquidos restantes evitando que caigan directamente.

Explicación

Nuestra columna de densidades contiene seis capas de líquidos que se mantienen separadas por su distinta densidad. El líquido de mayor densidad se coloca en el fondo del recipiente y luego se echan el resto de líquidos en orden de densidades decrecientes. El último líquido (en nuestro caso el alcohol) es el que tiene menor densidad de todos.Cada líquido flota sobre otro líquido de mayor densidad.

Para realizar nuestro experimento utilizamos líquidos no miscibles (por ejemplo agua y aceite) o líquidos miscibles (por ejemplo agua y alcohol). Si los líquidos miscibles están en contacto terminarán mezclándose con el tiempo.

En casa puedes encontrar otros líquidos que puedes utilizar para construir una columna de densidades: agua con sal, detergente, ketchup, etc.

254 Anticongelante

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua, sal, alcohol, tres vasos pequeños y un congelador.

Primera parte

1 Llenamos uno de los vasos con agua

2 En otro vaso ponemos una disolución concentrada de agua y alcohol.

3 Y en el tercer vaso ponemos una disolución concentrada de agua y sal.

4 Luego metemos los tres vasos en el congelador y esperamos una hora.

Sacamos los tres vasos del congelador y vemos que el vaso con agua está congelado, el vaso con agua y sal está parcialmente congelado y el vaso con agua y alcohol permanece en estado líquido.

Segunda parte

1 Llenamos uno de los vasos con agua

2 En otro vaso ponemos agua y unas gotas de alcohol.

3 Y en el tercer vaso ponemos una mezcla concentrada de agua y alcohol.

4 Luego metemos los tres vasos en el congelador y esperamos una hora.

Sacamos los tres vasos del congelador y vemos que el vaso con agua está congelado, el vaso con la mezcla diluida de agua y alcohol está parcialmente congelado y el vaso con la mezcla concentrada de agua y alcohol permanece en estado líquido.

Explicación

Al mezclar sal o alcohol con agua se produce un descenso de la temperatura de fusión. Se conoce como descenso crioscópico a la disminución que experimenta la temperatura de fusión de una disolución respecto a la temperatura de fusión del agua pura (0 ºC).

En la primera parte del experimento vemos que el agua no se congela al añadir sal o alcohol. Con ayuda de un termómetro podemos ver que la mezcla permanece en estado líquido por debajo de los 0ºC.

Por otra parte, la magnitud del descenso crioscópico (el descenso de la temperatura de fusión) depende de la concentración de la disolución.

En la segunda parte del experimento vemos que la mezcla concentrada permanece en estado líquido pero la mezcla diluida está parcialmente congelada.

242 ¿El aceite flota o se hunde?

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua, aceite, alcohol, colorante y un par de frascos de cristal con tapadera.

En primer lugar añadimos agua con colorante, aceite y alcohol a los dos frascos. El aceite flota sobre el agua y el alcohol se añade sobre el aceite poco a poco para que no se mezcle con el agua.

En el primer tarro ponemos más agua que alcohol y en el segundo frasco más alcohol que agua.
Por último, ponemos la tapadera a los frascos y agitamos un poco. Al finalizar, vemos que los tres líquidos se convierten en dos: aceite y una mezcla de agua y alcohol. En el primer recipiente, el que contiene más agua, la mezcla de alcohol y agua permanece debajo del aceite. En el segundo recipiente, el que contiene más alcohol que agua, la mezcla flota sobre el aceite.

Explicación 
El agua y el alcohol son líquidos moleculares polares y el aceite es un líquido apolar. Una molécula polar tiene una pequeña carga eléctrica positiva en un extremo de la molécula y una cantidad igual de carga negativa en el otro extremo. En la molécula apolar no existe dicha separación de cargas.
Como regla general “lo semejante disuelve a lo semejante”. Es decir, los líquidos polares se mezclan con otros líquidos polares pero no se mezclan con líquidos apolares. Por este motivo el aceite (líquido apolar) no se mezcla ni con el alcohol ni con el agua (líquidos polares).

De los tres líquidos el agua tiene la mayor densidad y por este motivo permanece en el fondo del recipiente. El alcohol tiene la menor densidad y flota en la superficie. El aceite tiene una densidad intermedia y queda entre el agua y el alcohol.

En nuestro experimento, la capa de aceite impide el contacto entre el agua y el alcohol. Al agitar el frasco con los tres líquidos, el agua y el alcohol se unen formando una mezcla. Si la mezcla resultante tiene más agua es más densa y permanece en el fondo del resultante pero si tiene más alcohol es menos densa y flota sobre el aceite.

191 Estrías líquidas azucaradas

Para realizar nuestro experimento necesitamos un vaso largo con agua, una cuchara,  un terrón de azúcar y alcohol.

Con la cuchara sostenemos un terrón de azúcar dentro del vaso de agua y cerca de la superficie. En unos segundos vemos unas estrías líquidas que caen al fondo del vaso.
Se pueden obtener las mismas estrías si se deja caer un poco de alcohol en el vaso con agua.

Podemos meter una cuchara de madera en el vaso con agua para ver mejor las estrías.

Explicación 
Al disolverse el terrón de azúcar el agua azucarada más densa cae al fondo del vaso con agua.
Ahora bien, el agua y el agua azucarada son incoloras. ¿Por qué se ven las estrías?
La explicación está en la diferente capacidad que tienen el agua y el agua azucarada para refractar la luz.

La desviación que experimenta la luz al cambiar de medio se llama refracción. El índice de refracción del agua azucarada es superior al índice de refracción del agua. Por este motivo la luz que atraviesa el agua azucarada se desvía por la refracción y podemos ver las estrías líquidas que caen al fondo del vaso.

159 El submarino amarillo

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua, aceite, alcohol, un vaso pequeño, un vaso grande y una jeringa (o una cuchara)


En primer lugar se pone un poco de aceite en el vaso pequeño y luego se coloca en el fondo del vaso grande. Luego 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.

Luego 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)

Explicación:
Veamos primero las densidades de los tres líquidos: agua (1 g/ml), aceite (0,92 g/ml) y alcohol (0,79 g/ml). El aceite flota en el agua porque es menos denso, pero se hunde en el alcohol 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.

Variando la proporción de agua y alcohol modificamos la densidad de la mezcla y hacemos que la gota de aceite suba o baje.

119 ¿Por qué el aceite y el agua no se pueden mezclar?

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua, aceite, alcohol y un frasco de cristal con tapadera.

Primero añadimos un poco de agua al frasco de cristal y luego aceite sobre el agua. El aceite queda flotando sobre el agua sin mezclarse.
Luego añadimos, con cuidado, un poco de alcohol sobre el aceite. El alcohol permanece flotando sobre el aceite sin mezclarse. Tenemos tres líquidos claramente separados sin mezclarse.
Por último, ponemos la tapadera al frasco de vidrio y agitamos un poco. Al finalizar, vemos que los tres líquidos se convierten en dos.

Explicación
La explicación del experimento está en la naturaleza de las moléculas que forman el agua, el aceite y el alcohol. El agua y el alcohol son líquidos polares y el aceite es un líquido apolar.
Una molécula polar tiene una pequeña carga eléctrica positiva en un extremo de la molécula y una cantidad igual de carga negativa en el otro extremo. En la molécula apolar no existe dicha separación de cargas.
Como regla general “lo semejante disuelve a lo semejante”. Es decir, los líquidos polares se mezclan con otros líquidos polares pero no se mezclan con líquidos apolares. Por este motivo el aceite (líquido apolar) no se mezcla ni con el alcohol ni con el agua (líquidos polares).

En nuestro experimento, la capa de aceite impide el contacto entre el agua y el alcohol. Al agitar el frasco con los tres líquidos, el agua y el alcohol se mezclan, formando una disolución que permanece debajo del aceite.

103 Superficie de los líquidos en rotación

Para realizar nuestro experimento necesitamos una botella de plástico de 2 litros, agua con colorante, aceite, alcohol y una cuerda.

En primer lugar hacemos un pequeño orificio en el tapón de la botella de plástico para pasar la cuerda. Luego atamos el otro extremo de la cuerda de manera que la botella quede suspendida en el aire. Yo usé una escalera metálica para sujetar la cuerda.

Llenamos la botella de plástico con agua, retorcemos la cuerda con las manos y luego soltamos. La botella gira cada vez más deprisa y la superficie del líquido se curva más y más.

Repetimos el experimento llenando la botella con agua y aceite y luego con agua, aceite y alcohol. Cuidado al añadir el alcohol que no se mezcle con el agua.
En los dos casos la superficie del líquido se curva al girar la botella.

ExplicaciónAl soltar la cuerda la botella gira en torno a un eje de rotación que coincide con la dirección que marca la cuerda. Al girar el agua, las gotas que están cerca del eje recorren alrededor del eje un círculo pequeño (tienen poca velocidad) y las gotas que están más alejadas del eje de rotación recorren en el mismo tiempo una distancia mayor (tienen una velocidad mayor)

Esa diferencia de velocidad de rotación en función de la distancia al eje de giro es lo que produce la curvatura de la superficie del líquido. Al aumentar la velocidad de rotación de la botella el agua que está lejos del eje de rotación experimenta una fuerza muy grande hacia afuera (la fuerza centrífuga) y se pega a la pared, adoptando la superficie del líquido la forma de un paraboloide.

Si te interesa el tema consulta la siguiente dirección.

100 Flotar o no flotar . . . Esa es la cuestión

Para realizar el experimento necesitamos un vaso, agua, aceite, alcohol, unos clavos y un trozo de corcho blanco.

En primer lugar llenamos un tercio del vaso con agua y luego añadimos el aceite.
Vemos que el aceite flota sobre el agua.
Luego se añade el alcohol con mucho cuidado para que no se mezcle con el agua.
Vemos que el alcohol flota sobre el aceite.

De esta forma tenemos en el vaso tres líquidos sin mezclarse. El agua y el alcohol se mezclan pero el aceite impide que entren en contacto.

Para la segunda parte del experimento clavamos unas bolitas de corcho de diferente tamaño en cada clavo. Cuando tengamos los clavos listos los dejamos caer en el vaso.
Vemos que algunos clavos se hunden hasta el fondo del vaso, otros se quedan flotando en la superficie del alcohol y otros se quedan flotando sobre el agua o sobre el aceite.

ExplicaciónEl agua es más densa que el aceite y éste más denso que al alcohol. Por esto el aceite flota sobre el agua y el alcohol sobre el aceite.
Un clavo se hunde en el vaso al ser más denso y una bolita de corcho flota sobre el alcohol al ser menos densa.
Al clavar bolitas en los clavos logramos densidades intermedias y por esto algunos clavos se quedan flotando sobre el agua y otros sobre el aceite.

58 ¿1+1 = 2?

Para realizar nuestro experimento necesitamos un par de vasos (mejor si son largos), agua y alcohol. Necesitamos marcar el nivel del agua y del alcohol en la superficie de los vasos. Podemos usar, por ejemplo, un rotulador.

Si mezclamos dos volúmenes iguales de agua el volumen resultante es la suma de los dos volúmenes: 1+1 = 2
Pero si mezclamos volúmenes iguales de agua y alcohol el resultado es sorprendente: el volumen final de la mezcla es menor que la suma de los dos volúmenes y se liberan burbujas en el interior del líquido.

Al mezclar las dos sustancias se produce una unión entre las moléculas (puente de hidrógeno) y disminuye el volumen. También se desprende energía que calienta la disolución. Si tocamos con la mano el vaso notaremos el incremento de temperatura.
Por último, el aumento de temperatura de la mezcla provoca una disminución de la solubilidad del oxígeno disuelto que escapa en forma gaseosa (las burbujitas)

30 La gota submarina

Material:
1. Un recipiente pequeño y un vaso mayor.
2. Aceite.
3. Alcohol.
4. Agua.
5. Pegamento y una moneda (opcional)
6. Una cuchara.
Montaje:
1. Si el recipiente pequeño es de plástico le pegamos en la base una moneda para darle mayor estabilidad y evitar que flote.
2. Se toma el recipiente pequeño, se llena de aceite hasta la mitad y se coloca en el fondo del vaso.
3. En el vaso se echa, con precaución, la cantidad de alcohol que sea necesaria para cubrir el recipiente pequeño. Luego, con una cuchara, se va añadiendo, poco a poco, agua (de manera que escurra por la pared del vaso)









La superficie del aceite del recipiente pequeño se irá haciendo cada vez más convexa, hasta que, cuando la cantidad de agua añadida sea suficiente, el aceite se desprenda de dicho recipiente y forme una esfera que quedará suspendida dentro de la mezcla de alcohol y agua
Explicación:
Veamos primero las densidades de los tres líquidos: agua (1 g/ml), aceite (0,92 g/ml) y alcohol (0,79 g/ml). El aceite flota en el agua porque es menos denso, pero se hunde en el alcohol 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.