¿Qué derrite el hielo más rápido? – Experimento científico

Introducción

Afuera es un día de nieve, pero lamentablemente la escuela no se cancela. Te vas a la escuela y, para tu sorpresa, la acera y las carreteras están limpias. Donde debería haber nieve, hay trozos de sal salpicando la carretera, y uno se pregunta por qué la sal derrite la nieve. También hay otras opciones, como bolitas para derretir hielo o arena. ¿Cuál funciona mejor y por qué su vecindario decidió usar sal?

Los camiones de sal se utilizan para derretir la nieve.

Hoy, responderemos esta pregunta utilizando las propiedades físicas de diferentes sustancias y el agua. Probaremos la eficiencia de la sal, el azúcar y la arena para derretir hielo.

Antes de comenzar, haga una predicción sobre lo que sucederá. ¿Qué sustancia derretirá el hielo más rápido? ¿Por qué piensas eso?

Materiales

• Cuatro tazones
• 12 cubitos de hielo, lo más cerca posible del mismo tamaño y forma
• Cuatro pedazos de cinta adhesiva
• Marcador permanente
• Nevera con espacio para los tazones
• 1 cucharadita de sal, azúcar y arena
• Cilindro graduado
• Embudo
• Una tabla de datos como esta:

Pasos

1. Coloque tres cubitos de hielo en cada tazón de manera que solo se toquen las esquinas. Con la cinta adhesiva y el marcador, etiquete cada recipiente para saber qué sustancia contiene.

2. Luego, espolvoree 1 cucharadita de cada sustancia sobre el hielo en el recipiente debidamente marcado. Recuerde, un tazón es su tazón de control. No obtiene sustancia, por lo que puede comparar su experimento con el derretimiento regular del hielo.

3. Coloque cada tazón en el refrigerador. El hielo se derretirá más rápido a temperatura ambiente, lo que podría dificultar la observación de los efectos de la sustancia. Al mantener el hielo en el frigorífico, el derretimiento se debe principalmente a los efectos de las sustancias. Revise su hielo una vez cada media hora.

4. Cuando un tazón esté al menos medio derretido, retire los tazones del refrigerador. ¡Tenga paciencia, esto podría tardar unas 4 horas!

5. Luego, usando un embudo, vierta el líquido de un recipiente en el cilindro graduado. Registre la cantidad de hielo derretido en mililitros en su tabla de datos. Repita este paso para cada una de las sustancias y el control.

Solución de problemas

Si el refrigerador se abre y se cierra con frecuencia, puede afectar la temperatura del hielo. Asegúrese de que su refrigerador permanezca cerrado durante todo el experimento. Además, el lugar donde se colocan los cuencos en la nevera tiene un efecto. La parte trasera de la mayoría de los refrigeradores está más fría que la parte delantera. Asegúrese de que todos sus tazones estén colocados en una fila a la misma profundidad que el refrigerador.

Preguntas de discusión

¿Tu hipótesis fue apoyada o no? ¿Como supiste?

¿Por qué crees que algunas sustancias derritieron el hielo más rápido?

Cómo funciona

Cuando el agua se congela, el frío hace que las moléculas de agua disminuyan. A medida que disminuyen, forman enlaces entre sí que organizan las moléculas en un cristal sólido.

Moléculas de agua dispuestas en hielo sólido

Sin embargo, si el agua no puede formar esos enlaces, permanecerá líquida. Todas las sustancias que usamos hoy encajan entre las moléculas de agua. Estos se llaman solutos y son los que se disuelven en el solvente , agua en nuestro caso. Los solutos evitan que el agua forme los enlaces necesarios para mantenerse sólido. Esta propiedad coligativa del agua, el efecto de la disolución de un soluto, es lo que se necesita para hacer que nuestro hielo se derrita.

Entonces, ¿por qué algunas sustancias funcionan mejor que otras? Cuantos más enlaces se rompan entre las moléculas de agua, más rápido se derretirá el hielo. Si una sustancia está hecha de un pequeño soluto que se disuelve fácilmente en agua, es fácil que la sustancia rompa los enlaces en el hielo porque puede empacar más moléculas pequeñas entre la molécula de agua. Por lo tanto, cualquier sustancia que tenga las moléculas más pequeñas romperá más los enlaces en el hielo y hará que se derrita más rápido.

La sal es la molécula más pequeña que probamos y se disuelve muy fácilmente en agua. Hecho solo de un átomo de sodio y un ión de cloruro, puede caber fácilmente entre las moléculas de agua del hielo. El azúcar es la segunda molécula más grande y también se disuelve en agua. Debería haber derretido el hielo, aunque no tan rápido como la sal. La última molécula que probamos, la arena, no se mezcla bien con el agua. Las moléculas son grandes y no se disuelven por completo. Por lo tanto, la arena derretirá el hielo más lentamente.