Práctica de Química: Fideos Bailarines

Con algunas cosas que se encuentran en la cocina de tu casa puedes lograr reacciones químicas. Haremos un experimento en el que se producen burbujas que hacen "bailar" trozos de fideos. En otro experimento usaremos el gas que se desprende durante una reacción para inflar un globo.

Materiales necesarios

• Fideos crudos
• Bicarbonato de sodio (20 a 100 gramos)
• Vinagre (aproximadamente un vaso)
• Agua
• Un frasco o un envase transparente
• Una botella
• Un globo
• Indicador ácido-base (optativo). Puede ser un indicador de pH, como una tira de papel pH

Experimento 1

1.- Agrega agua al frasco hasta llenar algo más de la mitad de su volumen.
2.- Agrega dos cucharadas (10 gramos) de bicarbonato de sodio y mezclá hasta que se disuelva. ¿Cómo te das cuenta de que el bicarbonato se disolvió?

BICARBONATO

3.- Parte los fideos crudos en pedacitos y ponlos en el frasco.

FIDEOS

4.- Agrega 2 cucharadas de vinagre y observa qué ocurre.

VINAGRE

5.- Análisis de resultados: Analiza los resultados del experimento que realizaste. Para ello, contesta las preguntas que figuran a continuación. Si no puedes responder con seguridad alguna de ellas, escribe con lápiz las respuestas que se te ocurren.

• ¿Qué ocurre al mezclar vinagre con bicarbonato de sodio?
• ¿Qué pasa con los fideos?, ¿suben o bajan?, ¿por qué?
• ¿Cuánto tiempo dura el efecto?, ¿por qué?
• ¿Para qué sirve el bicarbonato de sodio? ¿Y el vinagre?
• ¿Dónde estaba antes el gas?
• ¿De qué gas se trata?
• ¿Qué productos contienen ese gas?
• ¿Por qué suben las burbujas?
• ¿Por qué se mueven los fideos? ¿Suben o bajan?

6.- Si pudes conseguir un indicador ácido-base, fijate de qué color se pone cuando lo sumerges en:

• Solución de bicarbonato,
• Vinagre,
• La mezcla de ambos. ¿Por qué estas soluciones dan distintos colores?

Experimento 2

1.- Pon agua en la botella (hasta un cuarto de su volumen) y agrega dos cucharadas de bicarbonato de sodio.

2.- Agrega 6 cucharadas de vinagre y rápidamente cubre el pico de la botella con el globo. Agita la botella levemente. ¿Qué pasa con el globo?

3.- Repite la experiencia con distintas cantidades de bicarbonato y de vinagre. Relaciona estas cantidades con la cantidad de gas que se desprende. ¿Cuánto tiempo dura el burbujeo en cada caso?, ¿por qué?

Contenidos conceptuales:

• Soluciones.
• Acidez, alcalinidad.
• Cambio de las propiedades del agua por agregado de solutos.
• Transformaciones y reacciones químicas.

Contenidos procedimentales:

• Selección, recolección y organización de la información.
• Comunicación de resultados mediante informes sencillos.
• Formulación de preguntas y de explicaciones provisorias.
• Planteo y replanteo de preguntas para poder someterlas a prueba.

Fundamento teórico

Se suele decir que un experimento de química se parece mucho a una receta de cocina. En realidad sucede que en la cocina se producen muchas reacciones químicas. En este experimento se mezclan ingredientes comunes en la cocina para producir algunos fenómenos que ilustran principios básicos de química, como las reacciones.

En una reacción química, los reactivos se convierten en productos. En esta actividad, los reactivos son el bicarbonato de sodio, cuya fórmula química es NaHCO3, y el ácido acético que se encuentra en el vinagre, de fórmula CH3COOH.

El ácido acético es una sustancia ácida porque es un dador de iones hidrógeno (H+). El bicarbonato es una sustancia básica, es decir que es capaz de unirse a iones hidrógeno. El ácido acético cede un ion hidrógeno al bicarbonato y se forma ácido carbónico, de fórmula H2CO3, y la sal acetato de sodio, de fórmula CH3COONa:


A su vez, el ácido carbónico se descompone formando el gas dióxido de carbono (CO2) y agua (H2O):


Por lo tanto, la reacción completa es:


Los productos de esta reacción química son agua, acetato de sodio, que se disuelve en agua, y dióxido de carbono gaseoso, que se desprende en forma de burbujas. Como el dióxido de carbono es menos denso que el agua, las burbujas suben hacia la superficie.

La acidez o la alcalinidad de las soluciones se puede medir utilizando la escala pH utilizando indicadores o papel pH.

Descripción de las actividades

Esta actividad muestra los cambios que ocurren en una reacción química, posibilitando que los alumnos distingan los reactivos de los productos.

Tiempo estimado

El Experimento 1 puede realizarse en 20 minutos aproximadamente, y la discusión de sus resultados puede extenderse otros 20 minutos. El Experimento 2 puede realizarse en 20 minutos, pero puede extenderse si se ensayan distintas cantidades de los reactivos. Hay que considerar un tiempo adicional para limpiar y ordenar los elementos al finalizar los experimentos.

Objetivos

• Realizar y observar una reacción química.
• Describir e interpretar a resultados experimentales.
• Distinguir entre reactivos y productos.
• Diferenciar las propiedades de las sustancias.

Comentarios

Siempre que se realicen experimentos conviene recordar a los alumnos las normas de higiene y seguridad que deben adoptarse en el laboratorio. Debe evitarse que los alumnos introduzcan en su boca los materiales utilizados en las actividades, aunque no parezcan tóxicos. (Ninguno de los elementos utilizados en esta actividad es tóxico, pero de todos modos tómese esta precaución.)

La actividad puede realizarse sin una explicación previa sobre la reacción química, dándoles así a los alumnos la posibilidad de pensar y crear teorías propias. Al finalizarla se pueden explicar las reacciones químicas.

Si en el Experimento 2 se realizan mediciones del tiempo de burbujeo, se pueden representar gráficamente los resultados.

Se puede señalar que el dióxido de carbono se encuentra en el aire y en las gaseosas, y que también se produce en la respiración.

En lugar del vinagre se pueden utilizar otras soluciones ácidas, como jugo de limón o ácido clorhídrico diluido. Sugerencias de evaluación de la actividad La evaluación podría efectuarse por medio de preguntas, como las que se incluyen para elaborar el informe. Pueden analizarse otras situaciones en las que se producen reacciones químicas, como en la combustión, la cocción de alimentos, el endurecimiento de pegamentos y el fraguado del cemento.

Glosario

Fórmula química: Las moléculas están formadas por átomos unidos entre sí mediante diversos tipos de uniones químicas. La fórmula química de las moléculas indica la cantidad de cada átomo presente en cada una de ellas. Por ejemplo, la molécula de agua contiene dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno y se representa mediante la fórmula H2O. La de glucosa contiene 6 átomos de carbono, 12 de hidrógeno y 6 de oxígeno, y se representa C6H12O6.

pH: Es un número que indica la concentración de iones hidrógeno de una solución. Matemáticamente se define como menos el logaritmo de la concentración de los iones hidrógeno o protones: pH=-log[H+]. Las soluciones acuosas que tienen pH 7 son neutras; las que tienen pH menor que 7 son ácidas (los ácidos fuertes tienen pH menor que 2). Las soluciones básicas o alcalinas tienen pH mayor que 7 (las soluciones muy básicas pueden tener pH 12-14). Actualmente, en los laboratorios se mide el pH mediante instrumentos electrónicos llamados pHmetros, que son muy sensibles.

Indicador: Un indicador ácido-base es una sustancia que cambia su color de acuerdo con la acidez de la solución, por lo tanto sirve para determinar si la solución es ácida o básica.