Divulgación y enseñanza de la ciencia

PP – 311 – DC Nieve Artificial / Artificial Snow

  • Categoría: Pandilla Petit, (preescolar y 1ro. y 2do. año de primaria)
  • Área de participación: Divulgación y enseñanza de la ciencia
  • Asesor: Jessica Barragan Garcia
  • Autor: XAVIER SANCHEZ BONILLA ()

Resumen

La nieve es un símbolo de la temporada invernal, pero también la relacionamos con las fechas navideñas en las que tenemos vacaciones, días familiares, fiestas, y días de diversión. Desafortunadamente no todos tenemos el placer de disfrutarla, debido al clima predominante de la región en la que vivimos. Por lo que poder tener un sustituto como la nieve artificial obtenida del Poliacrilato de Sodio, que es sustancia de color blanco, parecida al bicarbonato de sodio, que no tiene ningún olor o color, es capaz de absorber en pocos segundos 20 veces su peso de agua y transformarse en una sustancia blanca coposa muy parecida a la nieve. Esta nieve artificial no está a varios grados bajo cero, pero si se toca con la mano se nota que está húmedo, y al tacto es bastante similar. Otra de las sorprendentes peculiaridades del Poliacrilato de sodio y en similitud con la nieve es, que si añadimos un puñado de sal común parece que también en unos segundos la nieve se funde transformándose en líquido.  Si dejamos esa nieve artificial en un sitio cálido y seco en una semana se vuelve a transformar en el producto original. es un medio viable y económico para poder lograr un ambiente típico de la temporada de invierno, sin importar donde estemos.

 

Este material resulto ser  una solución amigable, para grandes y chicos que desean disfrutar del juego en la nieve. Adornar alrededor del árbol de la navidad o bien solo para tomar una buenas fotos con un paisaje nevado.

Pregunta de Investigación

¿Cuánto tiempo durara con la textura y apariencia de nieve?

Planteamiento del Problema

Busco algo que se pueda usar para recrear la nieve, y      que       además

pudiera usarse en cualquier época del año, sin importar la condición del clima o en donde estemos.

Antecedentes

El Poliacrilato de sodio es un tipo de polímero químico formado por monómeros CH2CH2(CO2Na). Se observa como un polvo blanco y sin olor. Que en la actualidad es utilizado a nivel mundial en diferentes tipos de productos. Su función principal es absorber.

 

El Poliacrilato de sodio está formado por diferentes y múltiples cadenas de compuestos de acrilato que poseen una carga aniónica positiva, que atrae moléculas a base de agua para combinarse con ella, lo que hace que el Poliacrilato de sodio sea un compuesto sub absorbente.

 

Es utilizado en una variedad de productos comunes, como pañales de papel, almohadilla para mascotas, material de retención de agua (para ayudar a que el suelo retenga el agua), nieve instantánea, etc. A diferencia de otros materiales absorbentes, no es fácil exprimir la humedad de este gel. Esto es lo que lo hace perfecto para usar en pañales de papel.

 

 

No obstante, este polímero es altamente tóxico cuando se inhala o se ingiere, pudiendo causar diferentes daños a los ojos, piel y pulmones. En caso de que hayas inhalado o ingerido accidentalmente Poliacrilato de sodio, lo mejor es que busques atención médica de inmediato.

 

La capacidad de absorber grandes cantidades de agua se debe a que en su estructura molecular existen grupos de carboxilatos de sodio que cuelgan de la cadena de composición principal del compuesto. Estos grupos, al entrar en contacto con el agua desprenden el sodio, dejando libres iones negativos de carboxilo. Los iones negativos se repelen, estirando la cadena principal y provocando el aumento de volumen. Para que el compuesto vuelva a ser estable y neutro, los iones captan las moléculas de agua.

 

HISTORIA DEL POLIACRILATO DE SODIO

 

Hasta la década de 1980, todos los materiales absorbentes de agua eran productos celulósicos o basados en fibra. La opciones por muchos años fueron el papel de seda, algodón, esponja y pulpa de pelusa. Sin embargo, la capacidad de retención de estos materiales era solamente 20 veces su peso, como un máximo.

 

El primer polímero se conoció como “Super Slurper”. Se llegaron a utilizar diferentes materiales como ácido acrílico, alcohol poli vinílico e isobutileno maleico.

 

No obstante, fue hasta 1982 cuando se utilizó el primer polímero súper absorbente a base de Poliacrilato de sodio, cuando Schickendanz y Beghin-Say agregaron el material al núcleo absorbente de los pañales para bebés.

 

Poco tiempo después se fue implementando esto en otros países, también en pañales.

 

Con el transcurso del tiempo, el desarrollo y la tecnología han permitido que el rendimiento de los súper absorbentes sea cada vez más alto. Hoy en día el Poliacrilato de sodio también está entre los compuestos con homopolímeros reticulados, de modo que los productos pueden ser más finos y tener mayor capacidad.

 

En el caso del Poliacrilato de sodio, tiene la cualidad de ser más fino o más grueso el granulo, lo que hace que varié la consistencia de la absorción, en el caso del usado en pañales, se forma una especie de gel. También en el caso del usado en jabones, le dan un uso de espesante para mantener unidos materiales duros como el zinc y el magnesio presentes en el jabón.

 

Es por eso que en el caso de este proyecto, haremos uso del que tiene un granulo fino para que al momento de que el agua entre en el polímero se pueda obtener una consistencia lo más parecida a la nieve.

 

Objetivo

Conseguir decorar mi patio con nieve artificial para que parezca que es invierno.

Justificación

Mi país no está en una zona donde en el invierno la nieve sea frecuente, solamente en las zonas altas de algunos estados. Y en el Estado de México que es donde vivo, llega a caer nieve pero solo en Toluca. Siempre he tenido ganas de jugar y disfrutar de la nieve.

Hipótesis

Sí existe un material que parezca nieve, entonces se sentiría al tacto igual que la nieve real

Método (materiales y procedimiento)

  • Poliacrilato de sodio

 

  • Taza medidora para líquidos

 

  • Taza medidora de sólidos

 

  • Agua del grifo

 

 

  • Agua destilada

 

 

  • Un Recipiente grande para realizar la mezcla

 

 

Para este proyecto, vamos a usar el Poliacrilato de sodio en la fórmula de nieve artificial, que tiene la cualidad de ser de un granulo más pequeño que el Poliacrilato de sodio usado en pañales.

 

Se pondrán en el recipiente 20 gr (1 cda) de Poliacrilato de sodio, se añadirán 300ml de agua. Se esperan unos segundos a que empiece a absorber el agua.

 

Esto nos dará aproximadamente 2.5 veces la cantidad de agua, es decir 300ml de agua nos darán 750ml de nieve artificial.

 

Dentro de las instrucciones del producto, nos dice que si hacemos uso del agua destilada aumentara la cantidad de nieve obtenida, ya que esta contiene menos impurezas que el agua de grifo.

Galería Método

Resultados

En las imágenes de abajo se puede observar  que el material en ambos casos absorbió el agua rápidamente.

 

Primero se detallan las imágenes del Poliacrilato de Sodio de pañal infantil, en ellas se aprecia que el material obtenido del pañal se expandió muy poco y tenía una apariencia acuosa y sensación gelatinosa, que no coincide con la de la nieve ni con agua nieve. Al intentar formar una pequeña bola con ella, no se mantenía unida la mezcla, por lo que se distendia.

En estas imágenes vemos los resultados obtenidos del Poliacrilato de Sodio, específicamente etiquetado como nieve artificial, el cual se compró en la tienda en línea de Amazon con un vendedor de China. Con este Poliacrilato se observó que el polvo se expandió hasta desbordarse del recipiente que lo contenía, la sensación era húmeda, no tenía consistencia gelatinosa, un poco granulosa, y muy poco pegajosa. También conservo la temperatura del agua con la que se hizo la mezcla. Se pudo manipular con facilidad para formar pequeñas bolas del material, y fue sencilla de recoger, dejando apenas pequeños rastros de humedad en el material en el que se extendió.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

Pudimos observar que el Poliacrilato de Sodio aunque es usado en varios materiales, cambia en su forma y sensación al tacto, también en su capacidad de absorción.

 

Sí bien pudiera parecer nieve a la vista en ambos casos, al tacto no da el mismo resultado, ya que en el del pañal no se puede jugar con ella o llegar a  sentirse cercana a la real. A menos que sea la obtenida del granulo de Poliacrilato de Sodio que es específico para este propósito, además de dar un mayor rendimiento de cantidad que es casi el triple de la que se obtuvo del Poliacrilato del pañal.

 

La nieve artificial obtenida del polvo se mantuvo guardada en bolsas sellables, y la mezcla no vario la textura durante 10 días, y el olor tampoco cambio mucho, sin embargo al onceavo día se mostraban pequeñas manchas grisáceas, que posteriormente formaron moho.

 

La que se obtuvo del pañal a los 5 días ya había liberado parte del agua que se usó.

Bibliografía

Química general, Autor Ma. Guadalupe Osuna C., Editorial Alfaomega, IPN.

 

El juego de la ciencia, Experimentos sencillos de química. Autor Louis V. Loesching, Editorial ONIRO

 

Química divertida, Aprende ciencia jugando, Autor Steven W. Moje,  traducción Claudio S,Ediciones De Mente

Química para niños y jóvenes 101 experimentos superdivertidos, biblioteca cienctifica para niños y jóvenes, Autor Limusa-Wiley, Editorial Noriega

 

http://quimicaorganicaexplicada.com/poliacrilato-de-sodio-nieve-artificial/

 

https://www.clorurodesodio.org/poliacrilato-de-sodio/

 

 

 



PP – 311 – DC Nieve Artificial / Artificial Snow

Summary

Research Question

How long will it last with the texture and appearance of snow?

Problem approach

Background

Objective

Justification

My country is not in a zone where snow falls, and I´ve always wanted to play enjoy the snow.

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography