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).

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.

386 Separar agua y vino

Para realizar nuestro experimento necesitamos un vaso, agua, vino y un trozo de corcho.

El agua y el vino son dos líquidos miscibles que se mezclan y forman una disolución. 

Podemos recurrir a un truco para mantener separados los dos líquidos en el mismo vaso. Sobre el agua se deja flotando un trozo de corcho ancho y delgado. Luego se deja caer el vino con cuidado directamente sobre el trozo de corcho. Así se puede lograr mantener separados el agua y el vino en el mismo vaso.   

El vino, el líquido menos denso, flota sobre el agua.

385 Catarata de leche

Para realizar nuestro experimento necesitamos un vaso, agua, leche, azúcar y un tapón de plástico con un agujero en el centro.

El agua y la leche son dos líquidos miscibles que se mezclan completamente si se ponen en contacto en el mismo vaso. Se puede comprobar fácilmente dejando caer un poco de leche en un vaso con agua. Pero podemos recurrir a un artificio para mantener separadas el agua y la leche.

Sobre el agua que llena un vaso dejamos flotando un tapón de plástico con un agujero y luego la leche se deja caer poco a poco sobre el tapón. La leche, más densa que el agua, sale por el agujero y se precipita al fondo del vaso sin mezclarse con el agua. El efecto es mayor si se aumenta la densidad de la leche añadiendo una buena cantidad de azúcar. La leche cae al fondo del vaso pero poco a poco se mezcla con el agua.

341 Gotas de tinta en agua y aceite

Para realizar nuestro experimento necesitamos un vaso con agua, aceite, tinta y un cuentagotas.

Llenamos el vaso con agua y luego vertemos con cuidado aceite de modo que forme una capa fina sobre el agua. Luego dejamos caer con cuidado unas gotas de tinta sobre el aceite. Vemos que las gotas de tinta quedan atrapadas en el interior del aceite sin disolverse.

Explicación

El agua y el aceite son dos líquidos que no se mezclan. El aceite es menos denso y flota sobre el agua. La tinta contiene agua y tampoco se mezcla con el aceite. Las gotas de tinta que se dejan caer penetran en el aceite sin romperse y quedan flotando en la superficie de separación que forman el agua y la capa de aceite.

Poco a poco las esferas de tinta se pegan unas a otras hasta que se encuentran lo más compactas posible ocupando el mínimo espacio. Cada esfera se encuentra rodeada de otras seis esferas que forman un hexágono regular en torno a la primera. Finalmente se obtiene un empaquetamiento compacto bidimensional.

340 Volcán submarino

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua, vino, plastilina, un vaso de cristal pequeño, un trozo de plástico y un frasco de cristal grande.

En primer lugar construimos un volcán de plastilina en el interior del frasco de cristal grande. En el centro del volcán dejamos espacio suficiente para el vaso pequeño.

Luego llenamos el vaso pequeño con vino y lo tapamos con un trozo de plástico. En el plástico hacemos un pequeño agujero para que pueda salir el vino.

Por último, llenamos el frasco grande con agua y metemos el vaso pequeño en el interior del volcán.

Inmediatamente el vino escapa del vaso por el agujero y sube a la superficie.

Explicación

El agua y el vino son dos líquidos miscibles que se pueden mezclar pero la densidad del vino es inferior a la densidad del agua. La diferencia de densidades hace que el vino que escapa por el agujero del vaso pequeño suba a la superficie. Poco a poco el vino se mezcla con el agua y la mezcla resultante adquiere un color rojizo.

314 Lámpara de lava casera con azúcar, aceite y agua

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua, aceite vegetal, azúcar y un vaso.

Llenamos el vaso con agua y aceite en la proporción 4:1 (aproximadamente) y luego dejamos caer poco a poco tres o cuatro cucharillas de azúcar. Vemos que el azúcar cae al fondo del vaso arrastrando algo de aceite que rápidamente vuelve a subir a la superficie.

Explicación

El agua y el aceite son dos líquidos inmiscibles que no se mezclan. El aceite, menos denso, flota sobre el agua.

El azúcar cae al fondo del vaso arrastrando algo de aceite. Luego el aceite asciende a la superficie al disolverse en agua algo del azúcar que arrastra en la caída. Por otra parte, el aceite que cae se deposita poco a poco en el fondo del vaso y puede alcanzar una masa suficiente para que predomine la tendencia a ascender a la superficie.

312 Semejante disuelve a semejante

Para realizar nuestro experimento necesitamos aceite mineral (aceite Johnson´s), agua, un colorante (por ejemplo tinta) y una bandeja.

Vierte en una bandeja una capa de agua y al lado otra capa de aceite mineral. Vemos que al entrar en contacto no se mezclan. Luego deja caer unas gotas de tinta sobre los dos líquidos. La tinta se difunde poco a poco en el agua pero en el caso del aceite permanece en la superficie formando una bolita.

Explicación

En el primer caso la tinta se extiende por el agua sin necesidad de remover. Las moléculas de agua están en constante movimiento aleatorio (teoría cinética molecular) chocando unas con otras y en su movimiento se mezclan con las moléculas del colorante.

En el segundo caso la tinta (que contiene agua y otras sustancias) no se mezcla con el aceite mineral y permanece flotando en la superficie formando una bolita.

El agua es una sustancia molecular polar (tiene un extremo de la molécula con carga eléctrica negativa y otro extremo con carga eléctrica positiva) que no se mezcla con sustancias apolares como el aceite. Las moléculas del aceite no presentan separación de carga eléctrica y por eso se llama apolar.

Las sustancias apolares (por ejemplo el aceite) no se disuelven en sustancias polares (por ejemplo el agua y la tinta). En general se puede decir que semejante disuelve a semejante.

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.

280 Dos preguntas sobre densidad y flotabilidad con agua y aceite

El agua y el aceite son dos líquidos no miscibles que no se mezclan al entrar en contacto. El aceite tiene menor densidad  y flota sobre el agua.

Primera pregunta: ¿Qué sucede si dejamos caer un cubito de hielo en un vaso con agua y aceite?

Respuesta: el cubito de hielo se hunde en el aceite líquido pero flota sobre el agua en la superficie de separación de los dos líquidos.

Conclusión: el cubito de hielo es más denso que el aceite líquido pero menos denso que el agua líquida.

Segunda pregunta: ¿Qué sucede si ahora dejamos caer aceite congelado en el vaso con agua y aceite?

Respuesta: el aceite congelado se hunde en aceite líquido pero flota sobre el agua en la superficie de separación de los dos líquidos.

Conclusión: el aceite congelado es más denso que el aceite líquido pero menos denso que el agua líquida.

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.

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.

239 ¿Cómo actúan los detergentes?

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua, aceite, detergente y un frasco con tapadera.

En primer lugar ponemos en el frasco un poco de agua y de aceite. Vemos que el aceite flota en el agua.
Si agitamos el frasco el agua y el aceite se mezclan pero al dejar el frasco en reposo el aceite se separa del agua en un par de minutos.

Ahora repetimos el experimento añadiendo un poco de detergente. Al agitar el frasco el agua y el aceite se mezclan y al dejar el frasco en reposo el aceite tarda mucho en separarse del agua.

Explicación
Los detergentes son sustancias tensioactivas que tienen la propiedad de disolver las grasas y los aceites en agua.

El agua y el aceite no se pueden mezclar pero los tensioactivos influyen en la superficie de contacto de los dos líquidos no solubles permitiendo que se forme una emulsión (una mezcla de líquidos no miscibles más o menos homogénea).

La estructura molecular del detergente facilita que puedan interactuar con el agua y con el aceite facilitando la formación de la emulsión. Las moléculas de los detergentes están formadas por una cadena hidrocarbonada apolar (insoluble en agua) y un extremo polar (soluble en agua).

181 Entretenimiento con dos copas

Para realizar nuestro experimento necesitamos dos copas idénticas, una bandeja, una carta de una baraja (o una tarjeta) , agua y vino.

Primera parte

En primer lugar se deja sobre la bandeja una copa llena de agua. Luego se llena de agua la otra copa y se coloca encima una carta. Con cuidado se pone la segunda copa boca abajo, de manera que la carta queda pegada a la copa impidiendo que caiga el líquido. Dicha copa se superpone así invertida a la primera y, por último, se retira con cuidado la tarjeta de manera que las dos copas coincidan sin que se derrame el líquido.

Segunda parte

Se desliza un poco el borde de la copa superior respecto a la inferior, de manera que queda entre las copas una pequeña abertura. Cuidado que no se derrame el agua de la copa superior. Luego se deja caer vino sobre el pie de la copa superior. Se observa que el líquido cae por las paredes de la copa superior y, al llegar a la separación de las dos copas, penetra por la abertura y asciende ocupando la copa superior.

Explicación
Respecto a la primera parte del experimento, la presión atmosférica ejerce una fuerza sobre la tarjeta impidiendo que se derrame el agua al colocar la copa boca abajo.

Respecto a la segunda parte del experimento, el agua y el vino son líquidos miscibles (se pueden mezclar), pero la densidad del vino es menor y por este motivo ocupa la copa superior desalojando el agua.

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.

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.