Experimento de acción capilar

Introducción

Si miras afuera, probablemente veas algunos árboles altos en tu vecindario. Las secuoyas, como las de California, pueden crecer más de 350 pies. Estos enormes árboles tienen sistemas de raíces profundas que se extienden profundamente en el suelo para obtener agua. Pero, ¿cómo obtiene un árbol el agua de las raíces a las hojas? La respuesta está en un principio de líquidos llamado acción capilar . La acción capilar es el movimiento de un líquido a lo largo de una superficie sólida debido a cargas sobre el líquido y la superficie. La acción capilar permite que el líquido se adhiera al interior de los tubos estrechos, trepando por ellos como si desafiaran la gravedad.

La acción capilar permite que el agua suba dentro de tubos estrechos

Si desea obtener más información sobre cómo funciona la acción capilar en los árboles, eche un vistazo a esta lección: Acción capilar en plantas: definición y ejemplos

Hoy, modelaremos este proceso induciendo la acción capilar en el agua a medida que pasa de una taza de agua a otra a través de la acción capilar. Antes de comenzar, piense por qué funciona la acción capilar. ¿Qué tienen de especial las moléculas de agua en particular?

Materiales

• 3 vasos cortos, vacíos
• 2 tazas de agua
• 2 colores de colorante para alimentos, como amarillo y azul
• 2 toallas de papel

Pasos

1. Primero, llene dos vasos con 1 taza de agua cada uno.
2. Luego, agregue 4 gotas de un colorante para alimentos a un vaso y 4 gotas del otro colorante para alimentos al otro vaso. Esto le ayudará a observar la acción capilar más fácilmente.
3. Ahora oriente cada una de sus toallas de papel verticalmente y dóblelas por la mitad dos veces, de modo que tenga dos toallas de papel largas y delgadas.
4. Ponga un extremo en el agua coloreada y un extremo en el vaso vacío.
5. Repita esto para la otra toalla de papel y agua coloreada.
6. Mire las gafas y vea qué pasa.

Configuración del experimento

Solución de problemas

Si sus vasos son altos y estrechos, llénelos con más agua para que sea más fácil que el agua suba por la toalla de papel. Este proceso puede llevar un tiempo dependiendo de la capacidad de absorción de las toallas de papel. Las marcas más caras son capaces de facilitar la capilaridad más fácilmente. Sea paciente u obtenga una mejor marca de toallas de papel.

Preguntas de discusión

¿Qué pasó con el vaso vacío a medida que pasaba el tiempo?

¿Qué pasó con las toallas de papel?

¿Qué permitió que el agua trepara por las toallas de papel?

Cómo funciona

Entonces, ¿qué hace que el agua suba por la toalla de papel? Para responder a esto, necesitamos examinar las propiedades químicas del agua. El agua es una molécula polar , lo que significa que tiene pequeñas cargas en los átomos de oxígeno e hidrógeno que la componen. El átomo de oxígeno ama las partículas pequeñas cargadas negativamente, llamadas electrones, mucho más que los átomos de hidrógeno. Entonces, los electrones se mueven hacia el átomo de oxígeno, dándole una carga ligeramente negativa. Los átomos de hidrógeno a su vez obtienen una carga ligeramente positiva. Para obtener más información sobre las moléculas polares, incluida el agua, consulte esta lección: Molécula polar: definición y ejemplo

Polaridad de una molécula de agua

Las cargas de las moléculas de agua la vuelven “pegajosa” y pueden crear enlaces con otras moléculas. Dado que el agua tiene estas pequeñas cargas, se adhiere a otras moléculas cargadas. Como puede sospechar, las toallas de papel también están hechas de moléculas parcialmente cargadas, un azúcar llamado celulosa , que forma la capa externa de las células vegetales.

Las moléculas de celulosa también tienen enlaces hechos de oxígeno e hidrógeno, así como oxígeno y carbono. Al igual que el agua, al oxígeno le gustan más los electrones que los átomos de hidrógeno o carbono, lo que da a la molécula de celulosa cargas parciales. Las cargas del agua son atraídas por las cargas de las moléculas de celulosa, lo que permite que el agua suba a través de la toalla de papel.

Los tubos del xilema en esta sección transversal de un roble se utilizan para transportar agua mediante acción capilar.

Lo mismo ocurre en el interior de los árboles, que lleva el agua de las raíces a las hojas. Los árboles tienen pequeños tubos dentro de ellos llamados xilema , que es donde ocurre la acción capilar. Estos tubos están hechos de células vegetales muertas, que contienen celulosa, como la toalla de papel. Las cargas del agua y la celulosa les permiten pegarse. Mediante la acción capilar, el agua puede trepar cientos de pies hasta la copa del árbol. Si todavía está interesado en el movimiento del agua en los árboles, consulte este artículo detallado sobre el xilema: Xilema: el efecto de la transpiración y la cohesión en la función