Experimento con hielo seco y jabón

Introducción

Estás en una fiesta de graduación, inflando globos para tu amigo recién educado. A medida que exhala dióxido de carbono, un gas, los globos se inflan. ¿Crees que este proceso podría suceder sin que exhales? Su primera respuesta probablemente sea no, pero hay otras formas de liberar un gas más allá de su cuerpo. Los cambios de fase , o cambios entre diferentes estados de la materia, ocurren debido a cambios de temperatura. Cuando la temperatura aumenta, los líquidos se transforman en gas.

Hoy, vamos a aprender sobre este proceso provocando un cambio de fase de dióxido de carbono sólido, llamado hielo seco , a dióxido de carbono gaseoso. Antes de comenzar, piense en lo que podría suceder con el volumen de aire cuando el dióxido de carbono pasa de sólido a gas. ¿El volumen aumentará o disminuirá y por qué?

Materiales

• 12 piezas de hielo seco
• Un cuenco pequeño
• 1 taza de agua tibia
• 1 vaso plastico
• 2 cucharadas de jabón para platos
• Un trapo pequeño
• Guantes de plástico o manoplas para horno
• Tabla de datos:

Pasos

1. Primero, cree su solución de jabón. En el vaso de plástico, mezcle 2 cucharadas de jabón para platos con 1 cucharada de agua. Sumerja el paño en esta solución y elimine el exceso de jabón que gotee.

2. Luego, vierta el agua tibia restante en un tazón pequeño. Humedece el borde del recipiente con agua.

3. Ahora, deje caer dos trozos de hielo seco en el agua.

4. Estire el paño sobre el borde del cuenco y deslícelo suavemente hacia un lado. Hacer esto debería crear una burbuja de jabón sobre el borde del tazón.

5. Escriba cualquier observación en su tabla de datos.

6. Repita los pasos 3 a 6 con 4 trozos de hielo seco. Es posible que deba vaciar el agua para obtener más agua tibia si el agua se enfrió.

Solución de problemas

Hacer la burbuja sobre el borde del tazón puede ser complicado. Es posible que deba intentarlo unas cuantas veces más, por lo que le sugerimos tener hielo seco adicional a mano. Usar un paño más grande para cubrir el borde, agregar más jabón al paño o usar un tazón más pequeño puede ayudar.

La ciencia tiene que ver con la experimentación, así que si al principio no tienes éxito, haz algunos cambios y vuelve a intentarlo. Créeme, quieres ver estas burbujas.

Preguntas de discusión

¿Qué pasó con la pompa de jabón cuando el hielo seco reaccionó con el agua?

¿En qué se diferenciaba la reacción cuando usaba dos trozos de hielo seco frente a cuatro?

Cómo funciona

El hielo seco es en realidad dióxido de carbono congelado, el gas que exhalamos. Se necesitan temperaturas increíblemente frías para congelar el dióxido de carbono y, a cualquier temperatura superior a -109,5 grados Fahrenheit, el hielo seco se sublimará , lo que significa que cambia directamente de sólido a gas.

Sublimación de hielo seco a temperatura ambiente

Las moléculas de un sólido están densamente empaquetadas y hay poco movimiento. Sin embargo, los gases son lo contrario. Se mueven más rápido y las moléculas se dispersan. Cuando el dióxido de carbono se sublima, las moléculas de dióxido de carbono se esparcen y salen rápidamente del recipiente. La burbuja de jabón en la parte superior del recipiente actúa como una barrera, atrapando el dióxido de carbono. A medida que el dióxido de carbono se expande, la burbuja se hace más grande. Si comienza con más hielo seco, habrá más dióxido de carbono para convertir en gas, por lo que debería haber visto una burbuja más grande cuando utilizó cuatro trozos de hielo seco en lugar de dos.

Si el hielo seco se sublima a temperatura ambiente, ¿por qué tuvimos que usar agua? ¿Por qué no pusimos simplemente el hielo seco en un recipiente? Para que el hielo seco se sublime, debe absorber calor. Si un material es un buen conductor de calor, puede transferir calor a otro objeto fácilmente. El agua es un mejor conductor del calor que el aire, por lo que es capaz de transferir calor más rápidamente al hielo seco. Si el calor se transfiere más rápido, el hielo seco también se sublimará más rápido, lo que nos dará un cambio de fase más rápido y, por lo tanto, una burbuja más grande.

Rodrigo Ricardo Editor y fundador