406 Globo autoinflable

Para realizar nuestro experimento necesitamos vinagre, bicarbonato, una botella, un embudo, una cuchara, un par de globos y papel parafinado impermeable para cocinar.

Primera parte
En primer lugar vertemos un poco de vinagre en una botella. Luego echamos en el globo una cucharada pequeña de bicarbonato. Con un embudo el proceso resulta más fácil. Por último colocamos el globo en la boca de la botella y le damos la vuelta para que el bicarbonato caiga en el interior de la botella. Al entrar en contacto el bicarbonato y el vinagre se produce una reacción química con desprendimiento de dióxido de carbono gaseoso que infla el globo en segundos. La velocidad de una reacción química entre un líquido y un sólido reducido a polvo es muy rápida.

Segunda parte
Ahora esparcimos una cucharada de bicarbonato sobre un trozo rectangular de papel encerado. Luego enrollamos el papel formando un tubo y, finalmente, retorcemos los extremos para que el bicarbonato no se salga. Si ahora dejamos caer el tubo en una botella con vinagre y colocamos un globo en la boca de la botella vemos que el globo se infla lentamente. Ahora el bicarbonato sólido entre en contacto con el vinagre poco a poco y la velocidad de la reacción química es mucho menor. Se puede agitar la botella para acelerar el proceso.

Precaución: el globo puede explotar si la presión interna es muy grande. Es mejor usar poca cantidad de vinagre.

345 Temperatura y velocidad de reacción

Para realizar nuestro experimento necesitamos vinagre y bicarbonato.

Si se deja caer una cucharada de bicarbonato en un vaso con un poco de vinagre se produce una reacción química con desprendimiento de burbujas. El ácido acético del vinagre reacciona con el bicarbonato de sodio (una base) y produce acetato de sodio (una sal) y ácido carbónico. El ácido carbónico es inestable y se separa en agua y en dióxido de carbono que forma las burbujas.

¿Qué efecto produce la temperatura del vinagre en la velocidad de la reacción química?

Para realizar nuestro experimento ponemos vinagre caliente en un vaso y la misma cantidad de vinagre frío en otro vaso. Luego dejamos caer en cada vaso un poco de bicarbonato. Vemos que en el vaso con vinagre caliente la reacción es mucho más rápida y termina en unos segundos.

Al calentar el vinagre aumenta la agitación térmica de las moléculas, aumenta el número de choques entre partículas y, por tanto, aumenta la velocidad de la reacción química.

305 Agua oxigenada y patata

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua oxigenada, un trozo de patata cruda, una botella pequeña y una caja de cerillas.

Vertemos agua oxigenada en la botella de cristal y luego echamos unos trozos de patata cruda. Inmediatamente se forman unas burbujas en la superficie de la patata.

Después de echar los trozos de patata ponemos el tapón en la botella y esperamos un rato para que se acumule el gas. Si pasados unos minutos metemos una cerilla encendida en la botella vemos que se aviva la llama.

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 la patata. El agua oxigenada se descompone gracias a la catalasa, una enzima presente en la patata. 

Podemos reconocer la presencia del oxígeno si metemos en la botella una cerilla y vemos que se aviva la llama (una atmósfera rica en oxígeno favorece la reacción de combustión).

296 Reacción de vinagre y tiza

Para realizar nuestro experimento necesitamos un bote de cristal, vinagre, unos trozos de tiza y una caja de cerillas.

Si mezclamos en un bote de cristal vinagre con unos trozos de tiza vemos que se produce una reacción química con desprendimiento de gases. La reacción es más rápida si trituramos los trozos de tiza.

Si metemos una cerilla encendida en el bote vemos que la llama se apaga enseguida.

Explicación

El vinagre contiene ácido acético que reacciona con el carbonato de calcio de la tiza produciendo dióxido de carbono gaseoso.

El dióxido de carbono se acumula en el bote, desplazando al oxígeno que permite la combustión. Si se introduce una cerilla en el bote la llama se apaga inmediatamente por falta de oxígeno.

Por otra parte, al reaccionar un sólido con un líquido la velocidad de la reacción química depende del grado de división del sólido ya que la reacción tiene lugar en la superficie de contacto entre el sólido y el líquido. Al triturar o reducir a polvo la tiza aumenta la superficie de contacto y la velocidad de la reacción química.

274 Inflar un globo con vinagre y mármol triturado

Para realizar nuestro experimento necesitamos vinagre, mármol triturado, una botella pequeña, un embudo y un globo.

Procedimiento

Metemos los trozos de mármol en la botella

Con ayuda del embudo vertemos vinagre en la botella (con media botella es suficiente).

Por último colocamos un globo en la boca de la botella.

El mármol contiene carbonato de calcio que reacciona con el ácido acético del vinagre liberando dióxido de carbono gaseoso. Al aumentar la presión del gas en el interior del recipiente se infla el globo en poco tiempo.

La velocidad de la reacción química y el tiempo que tarda en inflarse el globo depende, entre otros factores, de la concentración del ácido en el vinagre y del tamaño de los trozos de mármol. Al reducir el mármol a trozos pequeños se favorece el contacto entre los reactivos, aumentan los choques entre las partículas y aumenta la velocidad de reacción. 

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.

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.

152 Machacar, triturar y reducir a polvo

Para realizar nuestro experimento necesitamos un trozo de mármol, un vaso de plástico y vinagre.

En primer lugar ponemos algo de vinagre en el vaso de plástico y dejamos caer un trozo de mármol. Puede verse que pasados unos segundos se forman algunas burbujas sobre la superficie del mármol. Lentamente las burbujas se desprenden de la superficie del trozo de mármol y suben a la superficie.

Luego repetimos el experimento pero antes de dejar caer el trozo de mármol en el vinagre lo trituramos con ayuda de un mortero. En este caso podemos ver que se produce una cantidad mayor de burbujas que ascienden rápidamente a la superficie.

Por último, trituramos el mármol hasta reducirlo a polvo. En este caso, al dejar caer el mármol sobre el vinagre, se forman burbujas instantáneamente.

Explicación
El vinagre y el mármol reaccionan liberando dióxido de carbono. Las burbujas del gas se forman sobre la superficie del sólido (mármol) y ascienden a la superficie del vinagre.
La velocidad de la reacción depende de la superficie de contacto entre el vinagre y el mármol. Al triturar un trozo de mármol aumenta la superficie de contacto y la velocidad de reacción es claramente mayor.

Con algo de paciencia es posible reducir a polvo el trozo de mármol. En este caso la superficie de contacto es mucho mayor y la velocidad de la reacción aumenta considerablemente.

88 Pastilla efervescente y velocidad de una reacción química

Para realizar nuestro experimento necesitamos dos vasos, agua fría, agua caliente y un par de pastillas efervescentes.

En primer lugar llenamos con agua los dos vasos (uno con agua fría y el otro con agua caliente)
Luego dejamos caer una pastilla efervescente en cada vaso.

Podemos ver que la pastilla que se deja caer en el vaso con agua fría tarda mucho más tiempo en disolverse.

Explicación:Muchos medicamentos se presentan en forma de comprimidos efervescentes que se disuelven rápidamente en agua desprendiendo dióxido de carbono.

Una reacción química se produce mediante colisiones entre las partículas de los reactivos (en nuestro caso el agua y la pastilla efervescente). Un aumento en el número de estas colisiones implicará una mayor velocidad de la reacción química.

Al aumentar la temperatura del agua, también lo hace la velocidad a la que se mueven las moléculas de agua y, por tanto, aumentará el número de colisiones con la pastilla efervescente. El resultado es una mayor velocidad en la reacción química.

En los dos vasos se produce la misma cantidad de dióxido de carbono pero en el vaso con agua caliente la reacción es más rápida y el gas se libera en menos tiempo.

76 Oxidación de la fruta

Para realizar nuestro experimento necesitamos una manzana, un limón, un cuchillo, cuatro platos pequeños, hielo y un trozo de plástico.

Cortamos cuatro trozos de la manzana. Los trozos tienen que tener, aproximadamente, el mismo tamaño.

- En el plato número uno colocamos uno de los trozos de manzana.
- Envolvemos con el plástico otro trozo de manzana y lo colocamos en el plato número dos.
- En el plato número tres ponemos otro trozo de manzana y añadimos un poco de jugo de limón.
- Por último, en el plato número cuatro ponemos el último trozo de manzana y lo cubrimos con hielo.

Transcurridos unos treinta minutos vemos el estado en que se encuentran los trozos de manzana:

- El trozo de manzana número uno se oscurece.
- En el trozo número dos el cambio de color es menor.
- En los otros trozos de manzana no se aprecia cambio de color.

La oxidación es una reacción química que se produce en la fruta al reaccionar con el oxígeno del aire. En nuestro experimento se aprecia fácilmente por la coloración oscura que adquiere la superficie de la manzana.

La oxidación de la fruta puede retardarse por refrigeración o envolviéndola con un plástico para que el oxigeno no entre en contacto con la fruta.

Otra opción para retardar la oxidación es añadir un poco de jugo de limón a la fruta. El jugo de limón contiene vitamina C (ácido ascórbico) que actúa como antioxidante. Es por esto que en muchos restaurantes las ensaladas de fruta llevan un poco de jugo de limón que mantiene los trozos de frutas con su color original.

53 ¿Arden los metales?

Para realizar nuestro experimento necesitamos lana de acero (se vende en ferreterías en forma de rollos)

Si acercamos una llama a un trozo de lana de acero vemos que arde (chisporrotea). La llama proporciona la energía inicial para desencadenar la reacción de combustión entre el hierro de la lana de acero y el oxígeno del aire.

Un clavo no arde, pero lo hace la lana de acero debido a que la superficie de contacto con el aire es mucho mayor en el caso de la lana de acero que está formada por hebras muy finas.

La velocidad de una reacción química se incrementa si aumenta la superficie de contacto entre los reactivos (el oxígeno del aire y el hierro de la lana de acero)

Por ejemplo, las ramitas finas se prenden más facilmente que un tronco grueso porque tienen mayor superficie de contacto con el aire.

13 Oxidación de una moneda

Material:
1. Una moneda de cobre
2. Un platito
3. Vinagre
4. Papel absorbente (de los que se usan en la cocina) o servilletas de papel.
5. Papel de lija o estropajo

Montaje:
1 Lijamos la moneda.
2 Colocamos en el platito un trozo de papel absorbente empapado con el vinagre
3 Colocamos en el platito la moneda de cobre, de manera que el vinagre no la cubra.
4 Esperamos un par de horas
5 Si levantamos la moneda observamos que está cubierta por la parte en contacto con el vinagre por una sustancia diferente.

Explicación:
En contacto con el oxígeno del aire los metales se oxidan. El ácido acético (presente en el vinagre) actúa de catalizador y acelera la reacción química. La sustancia de color verde que aparece en la superficie de la moneda de cobre es carbonato cúprico. 

Si los objetos de cobre se exponen al aire y a la humedad con el tiempo se forma de manera natural sobre su superficie una capa de carbonato cúprico de color verde y venenoso. También puede aparecer cardenillo, una mezcla de acetatos, óxidos e hidróxidos de cobre