Limpiando la platería.
Si tenemos en casa algún objeto de plata (cuchara, moneda, anillo, etc.) sabemos que lentamente el metal se va oscureciendo. Eso ocurre porque la plata reacciona con las sustancias presentes en el aire que contienen azufre, formándose una capa de sulfuro de plata. Una manera de hacer que esos objetos recuperen su brillo original es limpiarlos con algún producto que elimine o disuelva esa capa oscura.
Pero hay otra manera de hacerlo, mediante una reacción química y aprovechando que el azufre se une con más entusiasmo a otros metales que a la plata. Uno de esos metales es el aluminio. Probemos el siguiente experimento para comprobarlo:
Necesitaremos un recipiente donde nuestro objeto de plata pueda ser cubierto con líquido. Recubrimos el fondo del recipiente con papel de aluminio, sobre el que apoyaremos el objeto (podemos fabricar el recipiente directamente con el papel de aluminio, si es suficientemente grueso). Luego preparamos una solución de bicarbonato de sodio en la cantidad de agua suficiente como para cubrir el objeto (una cucharadita de bicarbonato por cada vaso de agua). Calentamos esa solución hasta que hierva y, con mucho cuidado para no quemarse los dedos, la volcamos sobre el objeto. Veremos que muy pronto la capa de sulfuro de plata comienza a desaparecer. Si la capa es gruesa quizás sea necesario volver a calentar la solución y volcarla nuevamente sobre el objeto.
Qué ocurre en este experimento?. Los químicos escriben la reacción que se produce como:
3 Ag2S + Al => 6 Ag + Al2S3
sulfuro de plata aluminio plata sulfuro de aluminio
En esta reacción están pasando electrones desde el aluminio a la plata y por esa razón es necesario que el objeto de plata esté en contacto con el papel de aluminio. Como se ve, nada de plata se pierde, lo que si ocurre con otros métodos de limpieza.
Se nota la formación de sulfuro de aluminio porque sobre el papel de aluminio aparecen manchas o restos de sólido amarillento. También suele sentirse el feo olor del ácido sulfhídrico, que se forma en pequeñas cantidades.
Material para estos experimentos: una banda de goma, de 0,5-1 cm. de ancho y 10-20 cm. de largo, comprada en una librería o cortada de una cámara en desuso de rueda de bicicleta.
La goma es elástica porque está formada por largas moléculas capaces de estirarse o comprimirse como un acordeón. Cuando estiramos la banda de goma estamos obligando a las moléculas a estirarse también y a ubicarse ordenadamente una al lado de la otra. Pero en ese proceso se libera energía y la goma se calienta. Para comprobarlo, hagamos el siguiente experimento: tomamos la banda de goma de cada extremo, la estiramos rápidamente y todo lo posible teniéndola cerca de los labios o de la frente y la apoyamos rápidamente sobre la piel: notaremos que se ha calentado ligeramente. Ahora, teniendo la banda de goma bien estirada y sin soltar los extremos, la acortamos rápidamente hasta su longitud original y apoyamos la banda sobre la piel: comprobaremos que se ha enfriado, pues al volver las moléculas a su situación original, absorben energía.
Y ¿qué pasará cuando calentemos o enfriemos la banda de goma? Comprobémoslo con este otro experimento: sujetamos la banda de goma por un extremo a un clavo en una pared o en una madera colocada verticalmente o de la manija de una puerta y colgamos del otro extremo un objeto que mantenga la banda estirada (un martillo, una piedra, etc.). Con un lápiz marcamos de alguna manera la posición del extremo de la banda de goma. Si ahora calentamos la banda con el aire caliente de un secador de pelo, comprobaremos que la banda de goma se acorta (al revés de lo que ocurre con los metales, que al calentarlos se dilatan!). ¿Cómo se explica esa observación? Imaginemos a las moléculas que forman a la banda de goma estirada como si fueran un trozo de soga o de cadena estiradas sobre una mesa. Cuando se calienta un material, sus moléculas se mueven cada vez más enérgicamente. Si sacudimos la soga o la cadena en su parte media simulando la acción del calor, sus extremos se acercarán: la “molécula” se hace más corta. ¡Eso explica porqué toda la banda de goma se hace más corta al calentarla!
Para ver más claramente esta “dilatación” de la goma, se puede armar un aparatito similar al que se propone para mostrar la dilatación de los metales en el capítulo de física. Reemplazamos el tubo metálico por la banda de goma, que mantenemos estirada sujetando un extremo con un clavo y atando al otro extremo una cuerda o hilo que pase por un carrete o ruedita y quede tenso con un objeto pesado atado a su extremo. Comprobaremos que la banda de goma se estira al calentarla marcando previamente la posición de su extremo o del objeto que sirve como peso.
Pronto el líquido va a mojar el papel absorbente y entonces el bicarbonato reaccionará con el vinagre, produciendo bióxido de carbono. Pronto el corcho será lanzado al espacio. Lo que ocurre es que al producirse el gas bióxido de carbono, la presión aumentará dentro de la botella, lanzando el corcho. Elementos:
- Corcho para tapar una botella
- Una botella
- Tachuelas
- Cinta de papel plástico
- 1/2 taza de agua
- 1/2 taza de vinagre
- Bicarbonato de sodio
- Pedazo de papel absorbente de 10 X 10 cm. 
1) Tomar el pedazo de papel absorbente y ponle una cucharadita de bicarbonato de sodio. Arróllalo bien, para que el bicarbonato quede adentro.
2) Arma el corcho con las cintas. Prénsalas con las tachuelas.
3) Pon el agua y el vinagre en la botella.
Recordar busca un lugar donde el techo sea alto. Pon tu botella en el suelo y deja caer el papel con bicarbonato en el fondo. Ponle el corcho tan fuerte como puedas. Alejarse de la botella dado que el corcho saldrá con mucha fuerza.
La presión atmosférica
Necesita:
- Una velita
- Una botella de vidrio de cuello ancho
- Un plato hondo con agua
Montaje: Ponga suficiente agua en el plato hondo. Coloque la velita sobre el agua. Enciéndala con cuidado y ayuda de sus mayores. Cuando la llama se vea estable, cúbrala con la botella boca abajo.
¿Qué está pasando?
La candela seguirá encendida por unos segundos, porque tiene poca disponibilidad de oxígeno, atrapado en el aire dentro de la botella. Ese gas es necesario para la combustión, la cual produce otros gases.
Simultáneamente, la vela encendida calienta el gas atrapado a una temperatura cercana a los 800°C, lo que provoca que el gas se expanda. Al apagarse la vela por falta de oxígeno, la temperatura baja rápidamente y el volumen de gases y la presión de los mismos se reduce, esto provoca que la presión
atmosférica externa empuje el agua del plato y esta suba de nivel hasta que se igualen las presiones.
El anhidrido carbónico.
El anhidrido carbónico es un gas con una molécula que posee un átomo de carbono y dos de oxígeno (CO2). Se produce cada vez que quemamos algo (papel, leña, carbón, nafta, gas combustible, etc.). Y también se produce cuando los alimentos se "queman" en nuestro organismo, combinándose con el oxígeno que respiramos. Para comprobarlo, hagamos el siguiente experimento:
Primero deberemos preparar "agua de cal". Basta con poner una cucharada de cal (la que usan los albañiles) en un frasco, agregarle un vaso de agua, agitar y dejarlo algunos minutos en reposo. Luego filtrar a través de una tela fina o un filtro de papel para café. Verter un poco de "agua de cal" en un vaso o frasco de vidrio incoloro y luego hacer burbujear aire de nuestros pulmones soplando a través de un tubito o sorbete. Veremos muy pronto que el agua se vuelve turbia porque se forma carbonato de calcio, de color blanco, que está indicando la presencia de CO2.
- Y si dejamos un vaso con "agua de cal" recién filtrada en contacto con el aire, veremos que en algunas horas en la superficie se ha formado una película blanca de carbonato de calcio, porque ha reaccionado con el CO2 que hay en el aire. Ese mismo CO2 que absorben las plantas para crecer.
- El CO2 es el gas que tienen todas las bebidas gaseosas, desde la soda (agua carbonatada) hasta los vinos espumantes. Podemos comprobarlo fácilmente con un sifón de soda: conectamos al sifón una manguera flexible (como las que se usan en los motores de automóvil), invertimos el sifón para que salga gas pero no líquido y hacemos burbujear el gas en "agua de cal". La turbidez que se produce nos está confirmando que el gas es realmente CO2 (ver la figura).
- También podemos comprobar fácilmente que el CO2 no mantiene la combustión. Si es un recipiente algo ancho (una olla, por ejemplo) colocamos en el fondo una pequeña vela, la encendemos y luego introducimos lentamente CO2 al nivel del fondo del recipiente usando el método del sifón que vimos antes, veremos que finalmente la vela se apaga. Como el CO2 es más pesado que el aire, va llenando el recipiente (aunque no lo veamos ...) hasta que llega al nivel de la llama y esta se apaga. Es por eso que muchos extinguidores de incendios están cargados con ese gas.
Comprobamos que al reaccionar el CO2 con el "agua de cal" se forma carbonato de calcio (CO3Ca) de color blanco. Esa sustancia aparece en la naturaleza en forma de distintos minerales, como la piedra caliza o el mármol, y es muy soluble en ácidos. Entonces, si luego de los experimentos que hemos descrito agregamos vinagre al frasco en el que se ha formado carbonato de calcio veremos que el sólido se disuelve y el líquido queda nuevamente incoloro, porque el vinagre contiene ácido acético.
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