Ciencias Exactas y Naturales

PK-336-EN Producir fuego sin la fricción de un cerillo.

  • Categoría: Pandilla Kids (3ro., 4to., 5to. y 6to. Año de primaria)
  • Área de participación: Ciencias Exactas y Naturales
  • Asesor: Elizabeth Acosta Hernández
  • Autor: Mariana Montes De Oca Alvarez ()

Resumen

Mediante una reacción exotérmica, diferente a la que se da cuando se fricciona un cerillo, se producirá una fuente de calor constante que conducirá la formación de  fuego. La reacción consiste en unir permanganato de potasio, glicerina y agua.

Pregunta de Investigación

¿Como producir fuego sin la técnica de fricción con cerillos?

Planteamiento del Problema

Desde un punto de vista estrictamente teórico y cuantitativo, el fuego es un fenómeno químico de óxido-reducción, y más específicamente, una combustión, donde el elemento reductor es el combustible, y el elemento oxidante es el oxígeno ambiental, también llamado comburente. Desde el punto de vista cualitativo, el fuego es la liberación de luz y calor producto de este proceso, de tal magnitud para nuestros sentidos que tiene una importancia vital fundamental en diferentes aspectos de nuestra existencia individual y como especie, y también para nuestra seguridad.

Las técnicas para hacer fuego son numerosas, siendo las más antiguas las que utilizan el calentamiento de la madera por fricción o por la producción de chispas mediante la percusión de dos materiales adecuados.

Antecedentes

La combustión se define como una reacción química de oxidación fuertemente exotérmica. Implica la presencia de un combustible (elemento que se oxida), de un comburente (elemento oxidante) y calor. Para que la reacción comience es necesario un aporte energético inicial y que se mantengan ciertas condiciones para que sea una reacción auto-sostenible.

Por otro lado para que un fuego se inicie es necesario que los reactivos (comburente y combustible) se encuentren en unas condiciones favorables en las que pueda producirse la reacción. La energía mínima necesaria para que la reacción se inicie se denomina energía de activación, y la proporcionan aquellas reacciones químicas que generan suficiente calor para sostener el fuego. Estas pueden ser las llamas abiertas, superficies calientes, chispas eléctricas, brasas (cigarrillos), etc. La energía de activación aportada por los focos de ignición tiene diversos orígenes:

  • Origen químico (cualquier reacción exotérmica provoca calor, que puede ser el origen de un incendio).
  • Origen mecánico (los choques o roces entre metales generan calor y chispas, que pueden aportar la energía necesaria para iniciar un incendio).
  • Origen eléctrico (el paso de una corriente eléctrica provoca calor, causa de numerosos incendios).
  • Origen térmico o directo.
  • Origen biológico, como por ejemplo el calor que desprende la fermentación.
  • Origen natural o atmosférico (como por ejemplo los rayos).

Objetivo

Producir fuego empleando una reacción química diferente a la que se da cuando se fricciona un cerillo para tener una fuente constante de calor.

Justificación

Las formas más comunes de hacer fuego son por fricción, por uso de cerillos o fósforos y por el uso de un encendedor o mechero, sin embargo, hay reacciones químicas (origen químico) que al efectuarse generan energía en forma de calor y suficiente para generar fuego. En lo particular me intrigo saber que sin el uso de cerillos y solo juntando algunas sustancias químicas podía tener una emisión de luz y calor llamado fuego.

Hipótesis

Si el fuego se produce mediante la unión simultánea de un combustible ( material que arde), un comburente (oxígeno del aire) y la suficiente energía de activación (fricción), entonces, la conjunción de trozos de papel, permanganato de potasio, glicerina y agua lo producirá.

Método (materiales y procedimiento)

Materiales:

  • Permanganato de potasio
  • Glicerina
  • Trozo de papel
  • Agua
  • Pipeta graduada de 5 mL
  • Espátula
  • Vidrio de reloj

Procedimiento:

  1. Colocar un trozo de papel en el vidrio de reloj.
  2. Añadir en el centro el permanganato de potasio “a modo de volcán”, aproximadamente un gramo, a continuación 5 gotas de glicerina y por último  5 gotas de agua.
  3. Observar lo que sucede.

Galería Método

Resultados

Galería Resultados

Discusión

La oxidación de un alcohol (glicerol) por un oxidante fuerte (KMnO4) fue suficiente para promover la liberación de calor y generar fuego. ¿Qué obtuve? Fuego, a partir de una reacción exotérmica.

Conclusiones

Efectivamente hay reacciones químicas alternas para producir fuego sin la fricción con un cerillo. En este experimento se demostró que la unión de permanganato de potasio, glicerina y agua genera una reacción bastante exotérmica en la que se logra producir una fuente constante de calor y luz llamado fuego

Bibliografía

  1. Timberlake, C. K., Timberlake, W.2008. Química. México. Pearson Educación.
  2. Flores de Labardini, T., Ramírez, D.A. 2008. Química IV (La materia, sus reacciones y procesos). México. Esfinge Grupo Editorial.
  3. Chang, R. 2006.Química General para Bachillerato.China. McGraw-Hill Interamericana.
  4. Bloomfield, M.M. 2001.Química de los organismos vivos. México. Editorial Limusa.
  5. Flores de Labardini, T. 2004.Química. México. Publicaciones Cultural.


PK-336-EN Producir fuego sin la fricción de un cerillo.

Summary

An exothermic reaction, other than that given when a match is rubbed, shall produce a constant heat source which shall conduct the formation of fire. The reaction is to bind potassium permanganate, glycerin and water.

Research Question

How to produce fire without the technique of the friction with matches?

Problem approach

From a strictly theoretical and quantitative point of view, the fire is a chemical phenomenon of oxide – reduction, and more specifically, a combustion, where the element reducer is the fuel, and the element oxidizer is the environmental oxygen, also so called comburente. From a qualitative point of view, the fire is the release of the light and of a heat product of this process, of such  magnitude for our senses that there has a vital and fundamental importance in different aspects of our individual life and as species, and also for our safety. The technologies to do fire are many, being the most ancient, those which use the warming of the wood for friction or the production of sparks by means of the percussion of two suitable materials.

Background

The combustion is defined as a chemical reaction of strongly exothermic oxidation. It implies the presence of a fuel (element that oxidizes), of a comburente (element oxidizer) and heat. In order that the reaction begins there is necessary an energetic initial contribution and that are kept certain conditions in order that it is an auto-sustainable reaction.

On the other hand in order that a fire begins it is necessary that the reagents (comburente and fuel) are in a few favorable conditions in which one could produce the reaction. The minimal necessary energy in order that the reaction begins is named an energy of activation, and she is provided by the sources of ignition, which can be the opened flames, warm surfaces, electrical sparks, embers (cigarettes), etc. The energy of activation contributed by the areas of ignition has diverse origins:

  • chemical Origin (any exothermic reaction provokes heat, which can be the origin of a fire).
  • mechanical Origin (the shocks or frets between metals generate heat and sparks, which can contribute the necessary energy to initiate a fire).
  • electrical Origin (the step of an electrical current provokes heat, reason of numerous fires).
  • thermal or direct Origin.
  • biological Origin, as for example the heat that detaches the fermentation.
  • natural or atmospheric Origin (as for example the beams).

Objective

To produce fire using a chemical reaction different from the one that is given when rubbing a knurled wheel to have a constant source of heat.

Justification

The most common ways of doing fire are for friction, for use of matches or fósforos and for the use of a lighter or burner, nevertheless, there are chemical reactions (chemical origin) that on having be effected generate energy in the shape of heat and enough to generate fire. In the particular thing I ask myself, to know that without the use of matches and only joining some chemical substances it could have an emission of light and heat called fire.

Hypothesis

If the fire takes place by means of the simultaneous union of a fuel (material that burns), a comburente (oxygen of the air) and the enough energy of activation (friction), then, the conjunction of chunks of paper, permanganate of potassium, glycerine and water will produce it.

Method (materials and procedure)

Materials:

  • Permanganate of potassium
  • Glycerine
  • Chunks of paper
  • Waters down graduated Pipette of 5 mL
  • Spatula
  • Glass of clock

Procedure:

  1. To place sufficient chunks of paper to ” way of volcano ” in the glass of clock.
  2. To add in the center the permanganate of potassium, approximately a gram and approximately 5 drops of glycerol.
  3. To add approximately 5 drops of water.
  4. To observe what happens.

Results

Discussion

La oxidación de un alcohol (glicerol) por un oxidante fuerte (KMnO4) fue suficiente para promover la liberación de calor y generar fuego.

¿Qué obtuve? Fuego, a partir de una reacción exotérmica.

The alcohol oxidation (glycerol)  by an strong oxidant (KMnO4) was enough to promote the release of heat and generate fire.

What did I get? Fire, from an exothermic reaction.

Conclusions

Indeed there are alternate chemical reactions to produce fire without friction with a match. In this experiment it was shown that the binding of potassium permanganate, glycerin and water generates a fairly exothermic reaction in which a constant source of heat and light called fire is produced.

Bibliography

  1. Timberlake, C. K., Timberlake, W.2008. Química. México. Pearson Educación.
  2. Flores de Labardini, T., Ramírez, D.A. 2008. Química IV (La materia, sus reacciones y procesos). México. Esfinge Grupo Editorial.
  3. Chang, R. 2006.Química General para Bachillerato.China. McGraw-Hill Interamericana.
  4. Bloomfield, M.M. 2001.Química de los organismos vivos. México. Editorial Limusa.
  5. Flores de Labardini, T. 2004.Química. México. Publicaciones Cultural.