viernes, 10 de julio de 2009

Fabricando jabón





La obtención de jabón es una de las síntesis químicas mas antiguas. Fenicios, griegos y romanos ya usaban un tipo de jabón que obtenían hirviendo sebo de cabra con una pasta formada por cenizas de fuego de leña y agua (potasa).



Un jabón es una mezcla de sales de ácidos grasos de cadenas largas. Puede variar en su composición y en el método de su procesamiento:
*Si se hace con aceite de oliva, es jabón de Castilla; se le puede agregar alcohol, para hacerlo transparente; se le pueden añadir perfumes, colorantes, etc.; sin embargo, químicamente, es siempre lo mismo y cumple su función en todos los casos.
*A lo largo de los siglos se ha fabricado de forma artesanal, tratando las grasas, en caliente, con disoluciones de hidróxido de sodio o de potasio. Aún, hoy en día, se hace en casa a partir del aceite que sobra cuando se fríen los alimentos.
*Si quieres hacer una pequeña cantidad de jabón sólo necesitas aceite usado, agua y sosa cáustica (hidróxido de sodio), producto que puede comprarse en las droguerías.


Material que vas a necesitar:

*Recipiente de barro, metal o cristal.
*Cuchara o palo de madera.
*Caja de madera.
*250 mL de aceite.
*250 mL de agua.
*42 g de sosa cáustica.
PRECAUCIÓN: La sosa cáustica es muy corrosiva y debes evitar que entre en contacto con la ropa o con la piel. En caso de mancharte lávate inmediatamente con agua abundante y jabón.

¿Qué vamos a hacer?

*Echa en un recipiente, la sosa cáustica y añade el agua ¡mucho cuidado!, no toques en ningún momento con la mano la sosa cáustica, porque puede quemarte la piel! Al preparar esta disolución observarás que se desprende calor, este calor es necesario para que se produzca la reacción.

*Añade, poco a poco, el aceite removiendo continuamente, durante al menos una hora. Cuando aparezca una espesa pasta blanquecina habremos conseguido nuestro objetivo. Si quieres que el jabón salga más blanco puedes añadir un producto blanqueante, como un chorrito de añil; para que huela bien se puede añadir alguna esencia (limón, fresa).

*A veces ocurre que por mucho que removamos, la mezcla está siempre líquida, el jabón se ha “cortado”. No lo tires, pasa la mezcla a una cacerola y calienta en el fuego de la cocina. Removiendo de nuevo aparecerá al fin el jabón.

*Echa la pasta obtenida en una caja de madera para que vaya escurriendo el líquido sobrante. Al cabo de uno o dos días puedes cortarlo en trozos con un cuchillo. Y ya está listo para usar:
NO OLVIDES: lavar las manos, el cabello, la ropa, los suelos, etc.
Observa que el jabón que hemos conseguido es muy suave al tacto, debido a que lleva glicerina que se obtiene como subproducto de la reacción.
Si quieres más cantidad puedes utilizar, por ejemplo, las siguientes proporciones: 3 Litros de aceite, 3 litros de agua, ½ kg de sosa cáustica.

Un extintor es un artilugio cuya función es apagar el fuego. En esta actividad vamos a construir uno empleando una sustancia tan cotidiana como el hidrógenotrioxocarbonato (IV) de sodio, vulgarmente conocido como bicarbonato sódico. Éste, ha sido ampliamente empleado como antiácido casero en lugar de las sales de frutas, almax, etc.


Los antiguos extintores constaban de dos recintos independientes que, con un movimiento brusco o invirtiéndolos, ponían en contacto las sustancias que albergaban. Estas, al mezclarse, provocan una reacción química que desprende dióxido de carbono que se libera en forma de spray y apaga el fuego.


¿Qué nos hace falta?


*Botella de plástico pequeña o un bidón de ciclista.
*Vinagre (disolución de ácido acético).
*Bicarbonato sódico.
*Pañuelos de papel.


¿Qué vamos a hacer?


*Una pequeña botella de agua que posee un agujero en el tapón, o en un bidón de ciclista, se llena hasta, aproximadamente, una sexta parte de su volumen con vinagre.
*En el interior de un "saquito" fabricado con un trozo de un pañuelo de papel, se coloca una cucharadita de bicarbonato sódico (5g) que se introduce rápidamente en la botella. La presencia del papel retrasa el contacto entre los dos reactivos lo suficiente como para poder cerrar la botella sin que comience la reacción.
*Se tapona el agujero durante unos segundos para que el gas generado (dióxido de carbono) salga a presión, extinguiendo el fuego.


Bicarbonato sódico + Vinagre ----> Acetato de sodio + Dióxido de carbono + Agua


Los actuales extintores utilizan sustancias a presión y no bicarbonato y vinagre; ya que elevadas concentraciones de dicho gas en un lugar cerrado son peligrosas para el ser humano (muerte por asfixia).


Completa tu experimento


*Si además se desea se puede construir una carcasa semejante a la de los extintores reales. Para ello se toma una botella grande de un refresco cualquiera, a la que se le quita el fondo. Su misión es sólo de adorno.
*Ahora cogemos una botella más pequeña, que es en la que va a tener lugar la reacción química. Por la parte interna de la botella grande (carcasa) se pega el tapón agujereado de la botella pequeña. Se introduce un pequeño tubo de cristal por el agujero del tapón y en el otro extremo se pone una goma, para que la salida de gas sea dirigible. Además, la goma se cierra con una pinza de modo que el recinto donde va a tener lugar la reacción sea hermético. También se puede utilizar una llave de fontanero (como la que se ve en la foto) en lugar del tubo de cristal, goma y pinza.
*Al final, se forra la carcasa con cartulina o con pasta de papel (mezcla de papel de cocina y cola blanca) y se pinta de color rojo y negro.
Para que el extintor funcione sólo hay que rellenar la botella pequeña con vinagre y una carga de bicarbonato y enroscarla rápidamente en el interior de la carcasa.
*Ahora nuestro extintor es "recargable" (sólo hay que desenroscar la botella pequeña y volver a rellenarla) y está listo para apagar el fuego; lo que indudablemente te convierte en bombero

Tan fuerte como HERCULES


Por todos es sabido que Hércules, hijo de Zeus, era un mítico héroe griego que fue transformado en un dios. A él se le atribuyen las más variadas virtudes, entre ellas la fuerza.
Sabiendo que un hueso es cada uno de los órganos duros y resistentes cuyo conjunto forma el esqueleto de los vertebrados, ¿quién no se creería un Hércules si fuera capaz de doblar huesos con sólo dos dedos?


Desde el punto de vista de su composición, diremos que los huesos son ricos en sustancias minerales y especialmente en sales cálcicas. Éstas son las responsables de su dureza; de ahí que si somos capaces de encontrar una sustancia que "robe" los minerales del mismo, éste perdería firmeza transformándose en algo flexible


¿Qué nos hace falta?


*Huesos de pollo cocidos y limpios.
*inagre
*Bote de cristal


¿Qué vamos a hacer?


*Toma el bote de cristal y llénalo de vinagre. En él introducirás el hueso de pollo lavado y seco, tapando posteriormente dicho bote.
*En esta situación se deja reposar el mismo durante una semana, tiempo en el que se cambiará el vinagre del interior del frasco al menos dos veces. Puedes observar que el olor antes de cambiarlo ya no es a vinagre, sino a algo diferente (al acetato de calcio generado en la reacción).
*Transcurridos los siete días se saca el hueso del bote y observarás que éste ha adquirido una consistencia gomosa, siendo fácil doblarlo con dos dedos. Este fenómeno se debe a una reacción química, en la que el ácido acético contenido en el vinagre forma junto con el calcio del hueso una sustancia nueva, el acetato de calcio. Este compuesto es soluble en agua, por lo que pasa al vinagre quedando el hueso empobrecido en calcio.

Completa tu experimento


*Se pueden comparar los resultados obtenidos con otros provenientes de la inmersión del hueso en agua. En este caso se observa que el mismo no pierde rigidez, lo cual es muy interesante ya que el ser humano está constituido en un 75% de agua que no será por tanto capaz de reblandecer nuestra estructura ósea.
*Es importante destacar que el vinagre "roba" minerales al hueso cuando se pone en contacto directo, pero no por ingestión de dicho condimento alimenticio ya que en este caso se transforma en otras sustancias a lo largo del tubo digestivo.
*La falta de calcio en los huesos en medicina se conoce como osteoporosis. Puedes buscar más información sobre este problema y proponer posibles soluciones.

Separación de sustancias: Decantación


La decantación es un método que se utiliza para separar dos líquidos que no son miscibles, por ejemplo, agua y aceite. En esta experiencia vamos a ver cómo podemos fabricar un embudo de decantación en nuestras casas.


¿Qué necesitamos?


*Agua y aceite
*Una botella de agua mineral, de plástico, cortada por la mitad.
*Un alfiler
*Tijeras


¿Cómo se prepara el embudo de decantación?


*Corta la botella por la mitad, utilizando unas tijeras.
*Tomando la mitad superior, aprieta el tapón y clava un alfiler en el centro (del tapón). Si está muy duro o te cuestra trabajo puedes calentar un poco el alfiler. Pero no mucho, porque el alfiler tiene que quedar clavado sin holgura.
*La parte inferior de la botella sirve como recipiente para recoger el líquido separado.
*Coloca el embudo como se ve en la figura. Si no tienes soporte puedes apoyar la parte superior de la botella (embudo) en la inferior.


¿Cómo hacemos la decantación?


*Prepara en un vaso una mezcla de agua y aceite y agítala bien.
*Vierte la mezcla en el embudo y espera hasta que las dos partes estén bien separadas, una encima de otra.
*Coloca el embudo encima del recipiente de recogida y quita el alfiler.
*El agua comenzará a gotear, más o menos lentamente en función del tamaño del agujero.
Cuando acabe de caer el líquido cambia el recipiente de recogida y puedes empezar a recoger el segundo componente de la mezcla.

Movimiento browniano



Se denomina movimiento browniano al movimiento aleatorio que experimentan pequeñas partículas visibles que flotan en agua (por ejemplo, los granos de polen). En esta experiencia vamos a intentar observar el movimiento browniano.


Más información sobre el movimiento browniano en el artículo:
Einstein y el movimiento browniano.

Una buena forma de observarlo es, en una habitación oscura, fijándose en un rayo de sol que entra por una rendija. Si no hay corrientes de aire, podremos ver los pequeños granos de polvo iluminados por el rayo de sol moviéndose aleatoriamente. El problema es que puede confundirse el movimiento browniano con el causado por las pequeñas corrientes de convección que hay en toda habitación.
Otra forma de hacerlo es intentando reproducir, en cierta forma, el experimento de Browm.


¿Qué vamos a necesitar?


*Un pequeño recipiente para agua. Si es posible, la tapa de una caja de plástico transparente. Si no, puede servir cualquier otro recipiente, por ejemplo, un pequeño plato.
*Una lupa potente. Con la lupa basta, pero se observa mejor el fenómeno con un pequeño microscópio de los equipos de juegos científicos.
*Granos de polen de una flor. También puedes utilizar pimentón en polvo del que encuentras en la cocina.


¿Cómo lo hacemos?


*Pon un poco de agua en el recipiente y espera a que esté totalmente en reposo.
*Espolvorea el polen o un poco de pimentón sobre el agua y espera otra vez a que todo esté en reposo.
*Observa con la lupa las partículas que flotan en el agua. Intenta fijarte en las más pequeñas y toma algún punto de referencia (por ejemplo, otras partículas más grandes a algún punto del recipiente). Con un poco de paciencia verás que esas pequeñas partículas van cambiando de posición.
*Probablemente tendrás que tener cuidado en poner un fondo blanco o negro para poder observar mejor las partículas o jugar con la iluminación. También es importante que busques un sistema de sujetar la lupa lo más fija posible (apoyándote en una mesa o sujetándola a algún soporte) para que esté en total reposo. Si utilizas un microscopio desaparecen algunas de estas dificultades.

El iman y la vela




Toda la materia tiene propiedades magnéticas y en algunos casos es fácil comprobarlo, por ejemplo un imán atrae a los objetos de hierro. Pero en muchas sustancias el efecto magnético es tan débil que resulta difícil de observar, sólo si disponemos de un imán bastante potente podemos poner de manifiesto esta propiedad.
Las sustancias que son débilmente atraídas por los imanes se denominan paramagnéticas y las que son repelidas diamagnéticas. Podemos comprobar el diamagnetismo de un sólido (diclorobenceno, naftalina) o de un líquido (agua), preparando el montaje adecuado (véase: En este experimento tratamos de comprobar el diamagnetismo del gas que se desprende cuando encendemos una vela.


¿Qué necesitamos?


*Imanes potentes (podemos encontrarlos en algunos juguetes como el geomag, en las puntas de los dardos magnéticos, et.)
*Vela


¿Cómo lo hacemos?


Se trata de observar que le ocurre a la llama de la vela cuando se encuentra en un campo magnético.


Si acercamos un imán se observa que la llama intenta separarse de él.
Si colocamos la llama entre dos imanes con sus polos enfrentados, uno polo norte y otro polo sur, la llama se alarga hacia arriba intentando separarse de ambos polos.


¿Por qué ocurre?

Esto Las velas están fabricadas con cera que puede ser de abeja, o una mezcla de grasa animal y derivados del petróleo (parafina), y una mecha. Al encender la vela la cera, con el calor, funde y se convierte en un líquido que es absorbido por la mecha, a su vez, se evapora y en contacto con el oxígeno del aire se produce una combustión. Los principales productos de la combustión son dióxido de carbono y vapor de agua, y ambas sustancias son diamagnéticas, por eso son repelidas por el campo magnético.

Agua contra aceite










¿Que se necesita?
*Gotero o pajilla de beber soda
*Vaso de Agua
*Aceite de cocina
*Vaso de papel o plástico
*Alcohol



Procedimiento
*Succiona unas cuantas gotas de alcohol con el gotero.
*Suelta lentamente el alcohol debajo de la superficie del agua en le vaso.
*Vierte algo de aciete de cocina en un vaso de papel o plástico.
*Rellena el gotero con algunas gotas de aceite de cocina.
*Deja que el aceite se escurra del gotero justo debajo de la superficie del agua en el vaso.

¿Qué ocurre?
El alcohol desaparece pero el aceite forma burbujas que flotan a la superficie y se quedan flotando ahí. Las moleculas de agua y alcohol se atraen. Al dejar el gotero las moléculas de alcohol inmediatamente se aseguran a la molécula de agua más cercana.Las moléculas de alcohol y agua forman una solución.

Las moléculas de aciete y agua son opuestas y no se atren unas a las otras. En realidad tratan de empujarse mutuamente. Las moléculas de aceite empujan contra la presión de las moléculas de agua que las rodean y forman unas burbujas de aceite. Como el agua es más pesada que el aceite, las burbujas de aciete son presionadas a salir a la superficie del agua.

¿Cómo construir un Cañon con frasco de pelicula?



Este experimento es muy interesante desde el momento en que se escucha y ve un gran Bang! y lanza una llama naranja y al frasco de película a más de seis metros de altura.

Tiene muchos nombres: La bomba piezo eléctrica, cañón químico, Flash, etc. Dejamos que lo nombres de acuerdo a tu gusto.

Este experimento es muy fácil de hacer, te tomará unos 15 minutos y el costo es realmente barato puesto que usarás materiales desechados o reciclados.

El combustible lo puedes encontrar en el tocador de tu mamá, pues usa perfume en spray, fijador en spray para el cabello o un refrescador de aliento llamado Binaca.

El aparato es muy simple. Un par de cables se colocan a través de agujeros en la tapa. Los otros extremos se sueldan a un ingnitor de un encendedor de cigarrillos o a un encendedor de cocinas a gas. Luego se montan los elementos en un trozo de madera, pero puedes omitir este paso si lo deseas.

Para disparar el cañón aprieta el spray (perfume, fijador de cabello o Binaca) dentro del frasco de película, presiona contra la tapa y presiona el botón del encendedo

Con un gran Bang! y una llama de color naranja, el pequeño frasco sube alto en el aire. Con algo de práctica para colocar la cantidad exacta de combustible, podrás hacer que el frasco suba hasta a 10 metros en el aire. Si usas muy poco o mucho combustible, no funcionará o subirá muy poco.

El aparato terminado lo puedes ver arriba, y al lado el primer combustible que usamos donado por una persona que no lo sospechaba.

Aquí puedes ver el frasco con la tapa quitada, puedes ver los dos cables saliendo de la tapa. El bloque de madera tiene un agujero en un extremo para sujetar el ignitor de encendedor de cocina a gas. También puedes hacer dos agujeros para hacer pasar por ellos los cables del ignitor que van hasta la tapa del frasco o simplemente coloca los alambres directamente hacia la tapa por encima.

Aquí hay un acercamiento de los cables que hacen posible la chispa. Te recomiendo que estén separados a 1 mm, más o menos, aunque esta parte no es crítica. Siempre y cuando los extremos de los cables estén lo suficientemente juntos, una chispa saltará cuando presiones el ignitor.

Aquí te muestro el ignitor con los cables soldados a sus contactos; hay muchas clases de ignitores, los que se usan para encendedores de cigarrillos son muy caros, te recomiendo los de encendedor de cocinas a gas.

Abajo hay otro ignitor desarmado, es fácil de desarmar con pocas herramientas.

Abajo puedes ver otro ignitor más grande. Algunos tienen ya los cables para hacer las conexiones, otras veces tienes que soldar tu mismo los cables.

COMO FUNCIONA?


Mientras que el perfume trabaja bastante bien (contiene mayormente alcohol) los mejores combustibles son el Fijador para Cabello y Binaca. El fijador tiene alcohol, propano, butano e isobutano (estos gases están a alta presión en el frasco en forma de líquido y al abandonar el frasco se vuelven gas nuevamente). Estos gases son excelentes combustibles. El "truco" consiste en sostener el spray a una distancia de unos 8 centímetros del frasco de película, para que el fijador se vuelva gas en el interior del frasco.

Para hacer una explosión necesitas un gas inflamable,oxígeno y una fuente de calor que empiece la reacción.


Si usamos un gas como el propano o los vapores del alcohol, sólo necesitaremos una chispa para encenderlos.

El frasco de película sólo puede ser cargado con una pequeña cantidad de combustible, de manera que es bastante seguro para disparar en la casa. El frasco es de plástico suave y liviano y puede aterrizar sobre las personas sin despeinarlos. Pero despega con bastante velocidad, de manera que no es recomendable colocar la cabeza muy cerca durante el lanzamiento.

El gas necesita del oxígeno del aire para explotar; al quemarse, se libera energía debido a la formación de enlaces quimicos entre el axígeno en el aire y el carbón e hidrógeno de los gases del combustible (spray) Esta energía calienta los gases que resultan de la oxidación violenta (llama). Estos gases son vapor de agua (H2O) y dióxido de carbono (CO2). Como se calientan, se expanden. Esta expansión empuja a todo el interior del frasco, que se separa rápidamente de la tapa y sube al aire. En todo caso puedes hacer experimentos con alcohol de farmacia puro, pero tienes que pulverizarlo en el momento de insertar al frasco.


COMO TRABAJA EL IGNITOR?


El ignitor es un generador piezoeléctrico.La palabra piezo viene del griego que significa presionar. Una sustancia piezoeléctrica genera electricidad cuando se la presiona.

El ejemplo clásico de una sustancia piezoeléctrica es el cristal de cuarzo. El cuarzo está hecho de átomos de silicio y átomos de oxígeno. Estos átomos están ordenados en filas. Cortando con cuidado los cristales podemos hacer que los átomos se queden paralelos a la superficie de corte.


Cuando se aplica al cristal, los átomos de oxígeno cargados negativamente se mueven más en relación a los átomos de silicio cargados positivamente. Esto hace que los electrones en los contactos de metal se muevan, generando electricidad.

El material piezoeléctrico en el ignitor no es cuarzo, sino una cerámica artificial que ha sido formado bajo un campo eléctrico de alto voltaje para alinear las cargas en ésta. Estas cerámicas hechas por el hombre pueden generar altos voltajes.

El ignitor sostiene el elemento de cerámica en un recipiente de plástico, tiene un pequeño martillo con un resorte. Al presionar el botón, el martillo choca contra la cerámica. La electricidad resultante va por los cables y salta entre los extremos pelados, encendiendo el combustible con el aire.



Que linda es la Química, vez a que se te asemeja este átomo con electrones? verdad que perece el Sol el centro (núcleo) , y los electrones que giran a su alrededor parecen los planetas?