319 Cómo apagar un fuego con dióxido de carbono

Para realizar nuestro experimento necesitamos zumo de limón, agua y bicarbonato.

En primer lugar preparamos una mezcla de agua y bicarbonato en un vaso pequeño. No se necesita mucha cantidad. Luego ponemos un poco de zumo de limón en un vaso largo. Por último dejamos caer un poco de la mezcla de bicarbonato y agua en el vaso con zumo de limón. Inmediatamente se forman unas burbujas. Si encendemos un palito de madera y luego lo metemos en el vaso vemos que la llama se apaga enseguida.

Explicación

El zumo de limón contiene ácido cítrico que reacciona con el bicarbonato produciendo una reacción química con desprendimiento de dióxido de carbono.

El dióxido de carbono se acumula en el vaso desplazando al oxígeno que permite la combustión. Si introducimos un palito de madera encendido la llama se apaga en la atmósfera rica en dióxido de carbono y pobre en oxígeno.

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.

283 Combustión y renovación de aire

Para realizar nuestro experimento necesitamos un tubito de cristal resistente al fuego (por ejemplo de un antiguo quinqué) y una vela pequeña.

Si encendemos la vela y colocamos encima el tubo de vidrio vemos que la llama palidece y se apaga en unos segundos.

Ahora repetimos el experimento pero dejando que entre aire por debajo de la vela. En este caso vemos que la llama se mueve pero no se apaga.

Explicación

En el primer caso la combustión de la vela consume oxígeno y produce dióxido de carbono que se acumula en el interior del tubo. La falta de oxígeno apaga la vela en unos segundos.

En el segundo caso se produce una corriente de convección ascendente que renueva el aire en el interior del tubo permitiendo que la llama no se apague.

Si se deja poco espacio para la entrada de aire por debajo de la vela aumenta la corriente de aire y el movimiento de la llama.

Precaución: el tubo de vidrio se calienta muy rápido y se requiere la supervisión de un adulto para realizar el experimento.

256 Vela prehistórica

Para realizar nuestro experimento necesitamos un hueso con tuétano, una mecha o pabilo y unas cerillas. 

Podemos fabricar una mecha con un cordón de algodón pero lo más fácil es utilizar la mecha de una vela.

Metemos la mecha en el tuétano del hueso de manera que sobresalga un poco. Luego encendemos una cerilla y la acercamos al extremo exterior de la mecha. En pocos segundos se enciende la mecha y tenemos una llama.

Explicación

Al acercar la cerilla al hueso se funde la grasa del tuétano. La grasa derretida sube por la mecha por capilaridad y se transforma en gas que se quema con el oxígeno del aire liberando luz y calor. 

235 Apagar tres velas

Para realizar nuestro experimento necesitamos una jarra, bicarbonato, vinagre y tres velas

Procedimiento
1 Ponemos en la jarra un poco de vinagre
2 Encendemos las tres velas
3 Añadimos un poco de bicarbonato en la jarra con vinagre. Inmediatamente se forman unas burbujas en la superficie del líquido
4 Para terminar inclinamos la jarra sobre las velas sin dejar caer el vinagre y vemos que las velas se apagan. 

Explicación 
La reacción química entre el bicarbonato de sodio y el vinagre produce un gas llamado dióxido de carbono. Dicho gas es más pesado que el aire por lo que permanece en el interior de la jarra desplazando el aire.
Por último, al inclinar la jarra el dióxido de carbono cae sobre las velas desplazando el oxígeno que mantiene la combustión y las velas se apagan.

150 Tres velas y un misterio

Para realizar nuestro experimento necesitamos un frasco de cristal grande con tapadera, tres velas pequeñas de alturas diferentes y un mechero.

Al quemar una vela en un recipiente cerrado la combustión consume el oxígeno del recipiente y la vela termina apagándose.

¿Qué sucede si repetimos el experimento con tres velas de diferentes alturas? ¿En qué orden se apagarán las velas?

Si realizamos el experimento podemos ver que primero se apaga la vela de mayor altura, luego la vela intermedia y, finalmente, la vela pequeña.

Explicación
La combustión de las velas consume oxígeno y produce dióxido de carbono y vapor de agua. El dióxido de carbono es más denso que el aire pero las corrientes de convección se encargan de acumular el dióxido de carbono en la parte superior del recipiente, desplazando el oxígeno a la parte inferior. Por este motivo primero se apaga la vela de mayor altura, luego la intermedia y, finalmente, se apagará la vela de menor tamaño.

143 Fuegos artificiales

Para realizar nuestro experimento necesitamos una vela y limaduras de hierro.

Si encendemos la vela y dejamos caer limaduras de hierro directamente sobre la llama vemos unas chispas que salen de la llama en todas direcciones.

Explicación
El hierro en forma de limaduras presenta una superficie de contacto con el aire muy grande y puede arder si suministramos el calor suficiente. La llama de la vela, por ejemplo, proporcionará la energía inicial que desencadenará la reacción de combustión entre el hierro y el oxígeno del aire.

En la fabricación de fuegos artificiales se emplean ciertos metales que, al quemarse, producen chispas de diferentes colores.

Al dejar caer limaduras de hierro sobre la llama de la vela el metal alcanza temperaturas muy altas (del orden de los 1500 ºC), reacciona con el oxígeno del aire y produce la emisión de chispas.

En los fuegos artificiales se emplean metales en forma de óxidos y sales para obtener colores muy brillantes.

136 Quemar lana de acero con una pila

Para realizar nuestro experimento necesitamos una pila de petaca (de 4,5 V) y lana de acero.

Si tocamos un trozo de lana de acero con uno de los bornes de la pila vemos que no pasa nada. Pero si tocamos un trozo de lana de acero con los dos bornes de la pila vemos que la lana de acero comienza a arder lentamente.


Explicación:
El acero es un buen conductor de la electricidad pero los hilos de acero tienen un diámetro muy pequeño y una resistencia eléctrica grande. Si tocamos un trozo de lana de acero con los dos bornes de una pila se genera una corriente eléctrica que recorre la lana de acero. Debido al efecto Joule, al circular la corriente eléctrica aumenta la temperatura del conductor (la lana de acero). El calor que se genera es suficiente para la combustión de la lana de acero que termina ardiendo en presencia del oxígeno del aire.

La reacción química entre la lana de acero y el oxígeno del aire produce óxido de hierro (se puede observar el cambio de color de la lana de acero después de la reacción)

El experimento es espectacular pero hay que tener cuidado con el fuego. Mejor emplear un trozo pequeño de lana de acero.

120 Encender una vela a distancia

Para realizar nuestro experimento necesitamos una vela y unas cerillas.

Primero encendemos la vela con una cerilla, luego apagamos la vela soplando y, finalmente, acercamos rápidamente otra cerilla encendida. Vemos que la vela se enciende “a distancia”, sin que la llama de la cerilla toque la mecha de la vela.

Explicación
Veamos paso a paso lo qué sucede al encender una vela:
1 Acercamos una llama a la mecha de la vela.
2 El calor de la llama funde la cera de la vela.
3 La cera derretida asciende por la mecha
4 Al llegar a la llama de la cerilla la cera se transforma en gas
5 Estos gases, al mezclarse con el oxígeno del aire, entran en combustión liberando luz y calor.
6 A partir de ahí el propio calor de la llama sigue el proceso y ya no es necesaria la llama de la cerilla.

Si apagamos la vela de un soplido, algo de cera gaseosa queda rodeando la mecha de la vela y es posible que prendan esos gases aproximando una llama. En este caso no es necesario que la llama toque la mecha para encender la vela

59 ¿Arde el azúcar?

Para realizar nuestro experimento necesitamos azúcar y un poco de ceniza (por ejemplo de un cigarrillo)

Si aproximamos una llama a un terrón de azúcar vemos que no arde. Se tuesta y se funde formando caramelo.

Si el azúcar se funde antes de arder es 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.

Si impregnamos el terrón de azúcar con la ceniza y acercamos la llama podemos ver que el azúcar comienza a arder. La llama se mantiene unos segundos.

La ceniza que ponemos sobre el terrón de azúcar actúa como un catalizador que permite que la reacción de combustión del azúcar suceda a una temperatura muy inferior.

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.

25 Un extintor casero

Material:
· Bicarbonato de sodio
· Vinagre
· Un vaso
· Cerillas
· Una vela

Montaje:
1. Coloca en un vaso un poco de vinagre (tres o cuatro centímetros)
2. Añade un poco de bicarbonato de sodio. Se desprenden muchas burbujas.
3. Si metemos una cerilla encendida en el vaso se apagará al instante.
4. Si inclinamos el vaso sobre una vela, sin derramar el vinagre, veremos que la vela se apaga.











Explicación:
La reacción química entre el bicarbonato de sodio y el ácido del vinagre produce un gas llamado dióxido de carbono. Este gas es más pesado que el aire por lo que permanece en el vaso desplazando el aire contenido en el vaso.
Al meter la cerilla en el vaso se apaga por la falta de oxígeno (necesario para la combustión). Cuando inclinamos el vaso sobre la vela esta se apaga porque el dióxido de carbono, al caer sobre la vela, desplaza el oxígeno que mantiene la combustión.

15 Combustión de una vela

Material:
1. Un plato hondo con agua
2. Una vela
3. Un vaso estrecho
4. Colorante (por ejemplo pimentón rojo, yodo, etc.)

Montaje:
1. Llenamos el plato con agua (unos dos cm de profundidad)
2. Añadimos al agua un colorante (opcional)
3. Encendemos la vela y la colocamos dentro del plato de manera que el agua no toque la llama.
4. Colocamos un vaso encima de la vela. Esperamos unos segundos y vemos que la llama se apaga y que entra agua en el vaso.










Explicación:
Al encender la vela se produce una reacción de combustión: la cera de la vela reacciona con el oxígeno del aire y produce dióxido de carbono y vapor de agua. Podemos ver que en el interior del vaso aparecen unas gotitas de agua. Es el vapor de agua producido en la combustión de la vela que se condensa en las paredes del recipiente.

En la reacción se consume un gas, el oxígeno que forma parte del aire, pero se forman otros dos, el dióxido de carbono y el vapor de agua. El volumen del gas producido es más pequeño que el volumen de oxígeno que se consume. El resultado es que en el interior del vaso disminuye la presión y, por ello, sube el agua hasta que la presión interior es igual a la exterior (presión atmosférica)