61 Una piedra lenta de reflejos

Para realizar nuestro experimento necesitamos una botella de plástico, una goma elástica y una piedra.

Preparación del experimento:

Cortamos la base de la botella de plástico.
Practicamos un agujero en el tapón de la botella.
Atamos un trozo de goma elástica al tapón de plástico. Es importante que la goma elástica tenga una longitud inferior a la altura de la botella.
Colocamos el tapón en la botella y atamos un objeto pesado (por ejemplo una piedra) en el otro extremo de la goma elástica.


Si soltamos la botella de plástico vemos que la piedra parece permanecer en reposo y es tragada por la botella de plástico.

Explicación:

Para explicar el comportamiento de la piedra es necesario estudiar las fuerzas que actúan al soltar la botella.

Sobre la piedra actúan dos fuerzas:

El peso (P), dirigida verticalmente hacia abajo.
La fuerza elástica (Fe), dirigida verticalmente hacia arriba.
Inicialmente las dos fuerzas son iguales y se anulan. Por tanto, al soltar la botella la piedra permanece en reposo y en equilibrio.

Sobre la botella actúan dos fuerzas:
El peso (P), dirigido verticalmente hacia abajo.
La fuerza elástica (Fe), dirigida verticalmente hacia abajo.
Al soltar la botella las dos fuerzas se suman y la fuerza resultante produce una aceleración (Segunda ley de Newton) que hace que la botella caiga.

Al caer la botella disminuye la longitud de la goma y, por consiguiente, disminuye la fuerza elástica.
Al disminuir la fuerza elástica, las fuerzas sobre la piedra no se anulan, y aparece una fuerza resultante y una aceleración. La piedra se pone en movimiento, pero la botella, que ya cae con una velocidad considerable, alcanza a la piedra que es tragada por la botella.

60 La moneda saltarina

Para realizar nuestro experimento, primero colocamos una botella vacía y destapada en el congelador.
Pasados treinta minutos, sacamos la botella del congelador y la dejamos sobre una mesa.
Inmediatamente ponemos en la boca de la botella una moneda que previamente habremos mojado.

Vemos que la moneda da unos pequeños saltitos.

Explicación:

La botella en el congelador se llena de aire muy frío.
Al sacar la botella, el aire exterior, a mayor temperatura, calienta la botella y el aire que está atrapado en su interior.
Al calentarse el aire en el interior de la botella aumenta la presión interna y el aire escapa por la boca de la botella, levantando la moneda que da pequeños saltitos.

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.

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)

57 Neutralización ácido - base

Los ácidos y las bases son un grupo de sustancias que tiene un conjunto de propiedades semejantes. En casa podemos encontrar ácidos como el limón (ácido cítrico), vinagre (ácido acético), yogur (ácido láctico) y bases como el amoniaco, el bicarbonato sódico y la lejía.

Cuando un ácido reacciona con una base se produce una reacción de neutralización.

Para realizar nuestro experimento, en primer lugar preparamos el líquido indicador (ver el experimento “La lombarda, un indicador natural”) Luego preparamos las dos disoluciones: la disolución ácida añadiendo zumo de limón a un vaso, y la disolución básica, disolviendo un par de cucharadas de bicarbonato sódico en un vaso con agua.

Al añadir una cucharada del líquido indicador a cada vaso vemos que el vaso con limón adquiere un color rojo (el color del indicador en disolución ácida) y el vaso con bicarbonato adquiere un color verde azulado (el color del líquido indicador en disolución básica)

Por último añadimos la disolución con bicarbonato sódico al vaso con limón. Se produce la reacción de neutralización ácido – base y el líquido indicador recupera el color original.


Las propiedades características de un ácido se pueden contrarrestar añadiéndole una base, y viceversa. Por ejemplo, el ácido clorhídrico interviene en la digestión (los jugos gástricos). Cuando se produce en exceso, sentimos “acidez de estómago” que se contrarresta tomando un “antiácido” como el bicarbonato de sodio (una base)

56 La lombarda, un indicador natural

Un indicador es una sustancia que tiene la particularidad de adquirir un color diferente según entre en contacto con un ácido o con una base. Podemos fabricar un indicador casero con una lombarda.

Primero cortamos la lomnbarda en rodajas finas y la ponemos a cocer bien cubierta de agua. Cuando empiece a hervir el agua retiramos el cazo del fuego y dejamos enfriar unos 20 minutos. Recogemos el agua de la cocción en un vaso, filtrándola con un colador, y ya tenemos listo nuestro líquido indicador.

Para ver el cambio de color, ponemos en un vaso la sustancia que queremos estudiar (por ejemplo zumo de limón) y añadimos una cucharada del líquido indicador. Si la sustancia es ácida, se vuelve roja al añadir el líquido indicador, y si es básica, se vuelve verde o azul.

En casa podemos encontrar ácidos (limón, vinagre, refresco de naranja, cerveza, etc.) y bases (amoniaco, lejía, bicarbonato sódico, etc.)