Alka Seltzer y la reacción química del agua
Introducción al experimento
Muy bien, para comenzar, aquí están los aspectos importantes de nuestro experimento, probando la reacción química entre Alka-Seltzer y el agua.
Pregunta de investigación: | ¿Cómo afecta la temperatura a la velocidad de reacción? |
Años: | Secundaria y superior |
Preocupaciones de seguridad: | Ninguna |
Hora: | 1 hora |
Variable independiente: | Temperatura |
Variable dependiente: | Tasa de reacción |
Variables de control: | Cantidad de agua, cantidad de Alka-Seltzer |
Una noche estás hirviendo agua en la estufa para un poco de pasta nocturna. En su estupor, olvida que la estufa estaba encendida y regresa para encontrar una sartén vacía y una estufa peligrosamente caliente. ¿A dónde se fue el agua? Cuando se agregó calor, el agua experimentó un cambio de fase , o la materia cambió de una fase a otra. En este caso, fue de un líquido a un gas, aunque la materia también puede cambiar de sólido a líquido y de líquido a sólido, así como de sólido a gas e incluso de gas a sólido. Aunque en nuestro cambio de líquido a gas, está claro que necesita aumentar la temperatura para que esto suceda, ¿qué está pasando con las moléculas? ¿Cómo es que el agua simplemente se evapora en algo que no podemos ver?
Cuando la temperatura aumenta, la energía térmica rompe los enlaces entre las moléculas de agua. Las moléculas de agua comienzan a moverse más rápido y se extienden, formando un gas. Ese gas se escapa de la olla y con el tiempo se acaba el agua. Hoy, veremos cómo el cambio de temperatura, y por lo tanto el movimiento molecular, afecta una reacción química común: Alka-Seltzer y agua.
Alka-Seltzer es una tableta que se usa para tratar la indigestión. Está hecho de dos químicos, un ácido y una base. Los ácidos son moléculas que pueden donar pequeñas partículas cargadas llamadas iones de hidrógeno . Las bases son lo opuesto, ya que aceptan iones de hidrógeno. Cuando los ácidos y las bases entran en contacto entre sí, crean una reacción química. Sin embargo, en el Alka-Seltzer, los dos químicos están en forma sólida, no pueden reaccionar porque las moléculas no se mueven. Cuando entran al agua, los productos químicos se liberan y pueden reaccionar.
En Alka-Seltzer, el ácido cítrico se mezcla con la base, bicarbonato, para formar burbujas de dióxido de carbono. La rapidez con que se forman estas burbujas indica la rapidez con la que avanza la reacción o la velocidad de reacción .
Antes de comenzar, piense en lo que sucederá cuando aumente la temperatura. ¿La reacción procederá más rápido o más lento?
Materiales experimentales
- 3 tabletas de Alka-Seltzer
- 3 tazas de agua
- Acceso a agua caliente y frigorífico para hacer agua fría.
- Marcador y cinta para etiquetar tus tazas
- Temporizador y
- Termómetro
También necesitaremos que la tabla de datos aparezca aquí:
Agua | Temperatura | Tiempo para que se complete la reacción | Observaciones |
Frío | |||
Temperatura ambiente | |||
Caliente |
Pasos del experimento
Ahora, podemos seguir los pasos del experimento:
1. Primero, ponga el agua a la temperatura adecuada. Tome tres tazas idénticas y etiquete una caliente, una a temperatura ambiente y una fría.
2. Empiece por poner una taza de agua en la taza a temperatura ambiente y colóquela sobre la superficie en la que realizará el experimento para que se equilibre con la temperatura ambiente.
3. A continuación, agregue una taza de agua a la taza fría y colóquela en el refrigerador. Espere 30 minutos para que el agua fría se enfríe.
4. Ahora, prepare su temporizador. Agregue la tableta de Alka-Seltzer al agua fría y registre cuánto tiempo tarda la reacción en terminar. Cuando no aparecen más burbujas después de 10 segundos, la reacción está lista. Anote también cualquier observación sobre la reacción.
Para observaciones, considere preguntas como:
- ¿Había muchas burbujas o muy pocas?
- ¿Qué tan grandes eran las burbujas?
- ¿Cuánto duraron las burbujas?
5. Repita el paso 4 con el agua a temperatura ambiente.
6. Ahora, llene la taza caliente con 1 taza del agua del grifo más caliente. Repita rápidamente el paso 4 antes de que el agua comience a enfriarse.
Solución de problemas
Ahora, para solucionar algunos problemas …
Si su agua caliente no está lo suficientemente caliente, puede parecer que no hay cambios en la velocidad de reacción. También puede calentar agua en una tetera o una olla en la estufa para aumentar la temperatura. Si su agua fría no está lo suficientemente fría, intente ponerla en la parte trasera del refrigerador y espere 15 minutos más para que se enfríe.
Preguntas de discusión
Una vez que haya hecho todo, además de la resolución de problemas, considere estas preguntas de discusión:
- ¿Qué temperatura tuvo la reacción más rápida?
- ¿Qué tan fuerte fue la reacción para cada temperatura?
Como funciona todo
Cuando se aplica calor al agua, las moléculas se mueven más rápido y se separan. Mientras hacen esto, se produce un cambio de fase, cambiando de sólido a líquido o de líquido a gas. De manera similar, cuando el agua está más fría, las moléculas se mueven más lentamente y se acercan.
Durante una reacción química, las moléculas involucradas deben chocar entre sí. La probabilidad de que esto suceda es mucho mayor cuando las moléculas se mueven más rápido. Piense si tuviera 30 estudiantes sentados perfectamente quietos en una habitación. Nunca chocarían entre sí, lo cual es bastante óptimo para un maestro. Ahora imagine el salón de clases cuando hay un maestro suplente. Los niños corren por toda la habitación, se mueven muy rápido. Ahora, es casi seguro que habrá una colisión.
Resumen de la lección
Repasemos lo que hemos aprendido acerca de este experimento que desea hacer sobre la sustancia química entre el agua y Alka-Seltzer. Este experimento fue diseñado para examinar un cambio de fase o materia que cambia de una fase a otra. En este caso, se trataba de que el líquido se convirtiera en gas. Usamos Alka-Seltzer porque es un compuesto hecho de un ácido , que es una molécula que puede donar una pequeña partícula cargada llamada ión de hidrógeno, y una base , que es lo opuesto porque acepta un ión de hidrógeno. Con nuestro experimento, estudiamos qué tan rápido se forman estas burbujas, ya que esto indica qué tan rápido está avanzando la reacción , o la velocidad de reacción .
Para nuestro experimento, cubrimos los materiales que necesitábamos, los pasos que teníamos que seguir, incluidos:
- Obtener muestras de agua a la temperatura adecuada
- Cronometrar las reacciones de Alka-Seltzer en cada uno, y
- Registrar los resultados
Con este conocimiento en la mano, debería poder realizar su propio experimento de agua y Alka-Seltzer o proporcionárselo a un aula de estudiantes para que lo hagan ellos mismos.
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