5 experimentos de reacciones químicas (sencillos y seguros)
Existen múltiples experimentos de reacciones químicas, los cuales pueden ser muy sencillos de exponer para despertar el interés de los estudiantes o niños por la materia, pudiendo ser desarrollados con total seguridad tanto en laboratorios como en la comodidad de nuestras cocinas.
Cada reacción química por separado dispone de su metodología y de las previsiones que deben tomarse para seguridad de quienes realizan el experimento. Asimismo, algunos experimentos probablemente exijan materiales o implementos difíciles de conseguir, reservados para ensayos de profesionales químicos.
Mientras más elaborados sea la preparación, así como más reactivas sean las sustancias involucradas, más complicados y peligrosos serán los experimentos. Esto es aún más cierto si se liberan gases inflamables en el proceso. Pero si dicho gas se trata del dióxido de carbono, entonces los experimentos podrán realizarse en cualquier espacio bajo apropiada supervisión.
Se mencionarán a continuación cinco experimentos simples que puede llevarse a cabo en casa, sin necesidad de excesivos gastos o correr riesgos físicos. Uno de los más comunes es la remoción de las capas de óxidos de los metales (como el de los peniques) con vinagre, bebidas gaseosas o ácido cítrico, dejando su superficie brillante y limpia.
Índice del artículo
Para la preparación de hielo caliente solo será necesario: 1) una botella de vinagre, de la cual tomaremos la cantidad de volumen que queramos, 2) y bicarbonato de sodio. Ambos compuestos se mezclan en un recipiente que posteriormente se someterá a calentamiento, donde reaccionarán para formar acetato de sodio:
CH3COOH + NaHCO3 => CH3COONa + CO2 + H2O
Nótese que se liberará dióxido de carbono, CO2, observado como efervescencia tras mezclar el vinagre (5% de ácido acético) con el bicarbonato. En principio, conviene adicionar un exceso de bicarbonato para garantizar que todo el ácido acético de nuestro vinagre sea neutralizado.
Calentamos la mezcla hasta que comience a aparecer por los bordes del recipiente una sal blanca: acetato de sodio. Decantamos el líquido en otro recipiente, y una vez tibio lo enfriamos en la nevera.
Esta solución acuosa de CH3COONa se encuentra superenfriada: es inestable, y se congelará inmediata y exotérmicamente si le adicionamos un cristal blanco de CH3COONa. Al hacerlo, la sal disuelta se incorporará al cristal, el cual actúa como semilla y sitio de nucleación para que crezcan cristales más grandes de acetato.
El proceso es tan rápido, que se verán formaciones cristalinas cubriendo todo el volumen del recipiente y generando un hielo caliente debido a la liberación de calor. El siguiente vídeo demuestra lo aquí explicado: https://www.youtube.com/watch?v=pzHiVGeevZE.
El experimento de la tinta invisible es uno de los más comunes y existen varios métodos para realizarlo. Consisten en humedecer un pincel o hisopo con un líquido transparente, el cual se adhiere al papel, y por la acción del calor, la luz ultravioleta, o la adición de otra sustancia, cambia de color revelando el mensaje oculto.
El líquido más utilizado suele ser el jugo de limón. Humedeciendo un pincel con jugo de limón se procede a escribir el mensaje sobre el papel. Luego, usando el calor de una bombilla o colocando el papel en las cercanías de una llama (con mucha precaución), los trazos de jugo de limón se tornan marrones o negros.
Esto se debe a que el calor descompone los compuestos orgánicos del limón para producir carbón, el cual oscurece el papel.
Si por otro lado se usa luz ultravioleta, el jugo de limón la absorberá, por lo que aunque el papel brille, el mensaje se revelará con letras oscuras. El mensaje invisible también puede ser revelado si se le vierte encima un indicador natural; como el jugo de uva o, aún mejor, el de repollo morado.
En el siguiente vídeo se muestran precisamente tres maneras de escribir mensajes invisibles: https://www.youtube.com/watch?v=9G7vYtKOu4A.
Arrojar grandes bombas de baños a volúmenes considerables de agua resulta en un espectáculo de espuma y colores. En pequeñas escalas, sin embargo, son fáciles de elaborar en cualquier sitio si se dispone de los ingredientes apropiados, los cuales varían dependiendo de las preferencias personales.
En un tazón se mezclan los ingredientes sólidos: ácido cítrico y bicarbonato de sodio. Si a la masa resultante se le quiere apelmazar más o proteger de la humedad, se puede añadir maicena o sal de Epsom (sulfato de magnesio).
En otro tazón, se procede a mezclar los ingredientes líquidos: aceite vegetal, esencias, y colorantes de comida.
Luego, lentamente se vierte la mezcla líquida en el tazón con la mezcla sólida, amasándola hasta que desarrolle color y forma. Hecho esto, se puede crear bolas con ella, o utilizar moldes para darles figuras específicas. Y listo, tendremos las bombas de baño.
Los ingredientes líquidos son los que aportan el color y las fragancias que se desean obtener al arrojar la bomba a las tinas o inodoros. Mientras, los ingredientes sólidos son los responsables de la reacción química que tiene lugar: en el agua el ácido cítrico neutraliza el bicarbonato de sodio, liberándose nuevamente dióxido de carbono.
El siguiente vídeo muestra paso a paso cómo elaborar las bombas de baño: https://www.youtube.com/watch?v=cgcMCKtER5w.
Si bien no se trata propiamente de una reacción química, los efectos observados son sorprendentes frente los a ojos curiosos. Para este experimento necesitaremos espuma de poliestireno (llamada anime en algunos países) y acetona, solvente que encontramos en el quitaesmalte de las uñas.
En el siguiente vídeo se puede ver lo que sucede cuando en un reducido volumen de quitaesmalte intentamos disolver grandes trozos de espuma de poliestireno: https://www.youtube.com/watch?v=44NC-MOeWk4.
Este material es prácticamente aire atrapado en un fino armazón de poliestireno. Su naturaleza es en esencia apolar, por lo que la acetona, solvente apolar, muestra una alta afinidad por él. ‘Igual disuelve a igual’, y debido a eso vemos cómo la espuma se disuelve en el quitaesmalte con la misma facilidad con que el azúcar se disuelve en el agua.
Esta vez, aunque se trate de nuevo de una disolución, sí involucra una reacción química de neutralización: el ácido acético del vinagre neutraliza el carbonato de calcio de la cáscara de huevo:
CaCO3 + 2CH3COOH => Ca(CH3COO)2 + CO2 + H2O
La reacción toma lugar cuando en un vaso con vinagre depositamos un huevo. De inmediato, comenzaremos a apreciar la aparición de una capa de burbujas envolviendo la cáscara del huevo; tales burbujas se deben al CO2 liberado de la neutralización ácido-base.
En este vídeo podemos ver este experimento: https://www.youtube.com/watch?v=9I5bhUwm1t0.
Al disolverse la cáscara de huevo, solamente las membranas protegen su interior, translúcidas, y a través de ellas podemos ver la yema a contra luz.
Estas membranas son muy delicadas y resbaladizas, pero aun así le otorgan una blandura suficiente al huevo para que pueda rebotar a distancias cortas. Si se le arroja de una gran altura, terminará partiéndose, tal como se muestra en el vídeo.
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química. (8va ed.). CENGAGE Learning.
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (21 de octubre de 2019). Easy Chemistry Experiments to Do at Home. Recuperado de: thoughtco.com
- Adrian Dinh. (01 de diciembre de 2014). 8 simple chemistry experiments that your kids can do at home. Recuperado de: 3plearning.com
- Stepp, Sue. (08 de enero de 2020). Easy and Fun Chemical Reaction Experiments. sciencing.com. Recuperado de: sciencing.com
- Bayer US. (29 de diciembre de 2017). Salt Crystals Experiment. Recuperado de: thebeakerlife.com
- Lindsey E. Murphy & CrazyAuntLindsey.com. (03 de noviembre de 2011). Invisible Ink Reveals Cool Chemistry. Recuperado de: scientificamerican.com