Divulgación y enseñanza de la ciencia

PP-DC-24-LB Lámpara de lava.

Educación de calidad

Asesor: Itzel Rodríguez Mejía

Pandilla Petit, (preescolar y 1ro. y 2do. año de primaria)

Resumen

En este experimento aprenderemos por que ciertas sustancias no se pueden mezclar y de esta manera podremos lograr el efecto de una lámpara de lava con ingredientes caseros.

El aceite y el agua no se mezclan debido a un fenómeno llamado “polaridad intermolecular”.

La polaridad intermolecular básicamente significa que las moléculas de agua son atraídas por otras moléculas de agua. Las moléculas de aceite son atraídas por otras moléculas de aceite.

Pero las estructuras de las moléculas del agua y el aceite no les permite unirse entre sí y por esta razón se repela.

Pregunta de Investigación

¿Por qué el agua y el aceite no se mezclan?

Planteamiento del Problema

La polaridad de las moléculas es una propiedad de alta importancia pues define el comportamiento de éstas relacionado con otras propiedades. La polaridad afecta, por ejemplo, la solubilidad, las fuerzas intermoleculares, el intercambio iónico, entre otras. Comprender correctamente la polaridad de las moléculas y cómo está afecta el comportamiento de la sustancia permitirá tener el conocimiento para plantear, teóricamente, soluciones que puedan llegar a ser productos manufacturados.

Antecedentes

Antecedentes.

El aceite se mantiene encima del agua porque es menos denso que ella. Por otra parte, el agua y el aceite no se mezclan debido a la llamada “polaridad intermolecular esto es, cada sustancia tiene una polaridad molecular que hace que se atraiga con otras moléculas de su misma “especie”, pero el agua y el aceite son “especies “completamente opuestas por lo que, en vez de atraerse, se repelen. Esto también explica por qué las gotas de colorante alimentario se mezclan con el agua y no con el aceite: son de la misma “especie”. Cuando añadimos las pastillas efervescentes, éstas empiezan a disolverse creando un gas. Este gas forma burbujas que, al subir, llevan con ellas un poco de colorante. Cuando estas burbujas llegan al borde de la botella, dejan escapar el gas y el agua vuelve abajo, volviendo a comenzar el proceso.

Al formarse una molécula de forma covalente el par de electrones tiende a desplazarse hacia el átomo que tiene mayor carga nuclear (más número de protones). Esto origina una densidad de carga desigual entre los núcleos que forman el enlace (se forma un dipolo eléctrico). El enlace es más polar cuanto mayor sea la diferencia entre las electronegatividades de los átomos que se enlazan; así pues, dos átomos iguales atraerán al par de electrones covalente con la misma fuerza (establecida por la Ley de Coulomb) y los electrones permanecerán en el centro haciendo que el enlace sea apolar.

La polaridad es una propiedad de las moléculas que representa la separación de las cargas eléctricas dentro de la molécula, según el número y tipo de enlaces que posea.

El enlace covalente entre dos átomos puede ser polar o apolar. Esto depende del tipo de átomos que lo conforman: si los átomos son iguales, el enlace será apolar (ya que ningún átomo atrae con más fuerza los electrones). Pero, si los átomos son diferentes, el enlace estará polarizado hacia el átomo más electronegativo, ya que será el que atraiga el par de electrones con más fuerza.

La polaridad es una característica muy importante ya que puede ayudarnos a reconocer moléculas (por ejemplo, a diferenciar el trans-diclorometano que es apolar y el cis-dicloroetano que es fuertemente polar). También es importante en disoluciones ya que un disolvente polar solo disuelve otras sustancias polares y un disolvente apolar solo disuelve sustancias apolares (“semejante disuelve a semejante”). Aunque la polaridad de un disolvente depende de muchos factores, puede definirse como su capacidad para solventar y estabilizar cargas. Por último, la polaridad influye en el estado de agregación de las sustancias, así como en termodinámica, ya que las moléculas polares ofrecen fuerzas intermoleculares (llamadas fuerzas de atracción dipolo-dipolo) además de las fuerzas de dispersión o fuerza de London.

Objetivo

Demostrar que ciertas sustancias liquidas no se mezclan debido a su conformación molecular y cómo reaccionan entre ellas debido a sus diferentes densidades.

Justificación

La inquietud es por qué no se mezcla el aceite con el agua cuales son sus reacciones al agregar el colorante vegetal y la pastilla efervescente.

El resultado logrado es lo más interesante y sorprendente por el efecto que provoca.

Hipótesis

Las diferentes densidades afectan el comportamiento de las soluciones para que no se mezclen.

 

Método (materiales y procedimiento)

¿Cuándo es una molécula polar?

La polaridad química o sólo polaridad es una propiedad de las moléculas que representa la desigualdad de las cargas eléctricas en la misma. Esta propiedad se relaciona con otras propiedades químicas y físicas como la solubilidad, punto de fusión, punto de ebullición, fuerza intermolecular, etc.

  1. Material
  • Aceite vegetal.
  • Un envase de plástico.
  • Colorante para alimentos.
  • 1 tableta efervescente como Alka-Seltzer.

Galería Método

Resultados

El aceite flota en el agua, esto se debe a que es más ligero o denso que el agua. El aceite y el agua no se mezclan debido un fenómeno llamado “polaridad intermolecular”. La polaridad intermolecular básicamente significa que las moléculas de agua son atraídas por otras moléculas de agua, de manera similar a los imanes que se atraen el uno al otro. Las moléculas de aceite son atraídas por otras moléculas de aceite. Pero las estructuras de las moléculas del agua y el aceite no les permite unirse entre sí.

Cuando agregaste la tableta, esta se hundió hasta el fondo y comenzó a disolverse creando un gas conocido como dióxido de carbono. Este gas es más ligero que el agua por lo que flota en la parte superior. Las burbujas de gas atraen parte del agua coloreada y la transportan a la superficie. Cuando el gas sale del agua coloreada, el agua vuelve a ser pesada y se hunde. Esto sucede una y otra vez hasta que la tableta se disuelve por completo.

Galería Resultados

Discusión

Conclusiones

El aceite y el agua no se mezclan debido un fenómeno llamado “polaridad intermolecular”. La polaridad intermolecular básicamente significa que las moléculas de agua son atraídas por otras moléculas de agua, de manera similar a los imanes que se atraen el uno al otro.

Bibliografía

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Aquae. (2015, septiembre 27). Lámpara de lava casera. Recuperado el 24 de abril de 2022, de Fundación Aquae

Summary

Research Question

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography