Ciencias de la Naturaleza

Publicado el 26 de noviembre de 2019 | por Rafael

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La «Química Divertida» IES Don Bosco

Datos del Proyecto

Nombre del proyecto: La Química Divertida
Centro (donde se desarrolla la experiencia): IES Don Bosco
Localidad y provincia: Valverde del Camino (Huelva)
Nombre del docente que coordina el proyecto: Maria Jose Espinosa
Estudiantes a los que va dirigido (nivel(es)/curso(s)): 1º y 2º de ESO
Número de estudiantes: 27
Enlaces de interés vinculados con el proyecto:

Descripción de la Experiencia

Hola,

Primero de todo, presentarme. Mi nombre es Rafa y soy un apasionado de la Divulgación Científica de cualquier tipo (especialmente, la química y la física)

Este curso hemos realizado una serie de actividades orientadas a despertar el interés por la Ciencia en el alumnado de 1 de la ESO.

Las actividades que hemos realizado han sido:

  • Las Burbujas resistentes
  • El magnetismo y la Tierra
  • Fluidos ferromagnéticos
  • Reacciones curiosas (la serpiente del Faraón, ioduro de potasio y agua oxigenada…)
  • Las estalactitas de sal (cristalizaciones)
  • Velas aromáticas
  • Ambientadores sólidos
  • La Electricidad (el polímetro, tu gran amigo)
  • Creando electricidad con reacciones (la pila Daniels)

A continuación, iré describiendo cada una de las experiencias que hemos realizado en este Profundiza.

Las burbujas resistentes.

Fuimos un grupo muy numeroso y, para atraer su atención, lo primero que organizamos fue una actividad que los involucra totalmente. Mi idea con todas las acciones que hemos realizado, ha sido siempre fomentar la curiosidad y «picar el gusanillo» de la ciencia. Compás burbujas procedimos de la siguiente manera: en varios casos añadimos jabón e hicimos burbujas con ellos. Obviamente, no duraban mucho.

A continuación, hablamos un poco y por encima de lo que es tensión superficial y se les dijo que, añadiendo glicerina, aumentaba haciendo las burbujas más resistentes. Se hicieron varias proporciones de mezclas para encontrar la que mejor funcionaba con el mejor ratio agua/jabón/glicerina haciendo varios grupos de trabajo.

Por último, se nos ocurrió añadir colorantes alimentarios para ver si podíamos obtener burbujas de colores. Fue todo un éxito al ser una actividad que los involucró de principio a fin.

El magnetismo y la Tierra

Esta actividad fue de las más ilustrativas para el alumnado pues no tenían conocimiento de la existencia del campo magnético de la Tierra.

Para ponerlo de manifiesto, usamos imanes de gran tamaño provenientes de un microondas roto (reciclando materiales).

Lo primero que siempre he recomendado en este tipo de actividad es usar limaduras de hierro sobre un folio blanco. El efecto es súper llamativo y todos y todas estaban alucinando con ello (hay varias fotos que lo muestran).

Después, les conté que, en el centro de la Tierra hay un enorme imán y que todos los seres vivos están afectados por el y que gracias a él, mucha radiación nociva proveniente del sol (el viento solar) es desviada por dicho campo.

Se nos ocurrió simular la Tierra rodeando un imán con plastilina y dándole una forma esférica.

A continuación, usamos limaduras de hierro para que se vieran las líneas de campo. Organicé al alumnado en grupos y cada uno de ellos creó su propia Tierra.

La experiencia fue un éxito tremendo y aprendieron mucho sobre el Magnetismo.

Hay varias fotos que muestran las experiencias que hicimos.

Fluidos Ferromagnéticos.

Esta actividad me fue inspirada por el programa de televisión El Hormiguero y la encadené a la del Magnetismo.

La idea consiste en crear un fluido susceptible de ser afectado por un campo magnético.

¿Cómo desarrollar dicha actividad?

Con sencillos ingredientes:

Aceite

Limaduras de hierro (en caso de no tener se puede usar lana de metal y quemarla. Al hacer esto, el residuo se puede usar para limaduras)

Un imán.

Para crear el fluido, se mezclan las limaduras de hierro con aceite. Esto da mucho juego porque hay que encontrar qué proporciones van bien con lo que el alumnado se ve muy involucrado en el proceso de experimentación.

Una vez creada la mezcla, con una espátula, se vierte una pequeña gota en un vaso con agua. Al ser inmiscibles, se forma una esferita que es magnetizable. Con el imán que usamos en la sesión del Magnetismo, movimos la esfera por el interior del vaso. Véase el siguiente video.

Pusimos varios casos en serie pared con pared y, con el solo uso del imán, desplazamos las esferas de fluido de un vaso a otro.

Tachan: magia magnética.

La Serpiente del Faraón

Con la «Serpiente del Faraón» empezamos una serie de experiencias orientadas a crear reacciones que fuesen vistosas y llamativas para las chicas y chicos. Como se ha intentado a lo largo de todo el programa, se incentivó el espíritu científico al dejarles libre albedrío a la hora de cambiar las condiciones de los experimentos y así guiarlos por los pasos del método científico.

Esta reacción tiene un principio aparentemente sencillo: se mezclan azúcar (el de repostería parece que funciona mejor pues esta más finamente granulado) y hidrogenocarbonato de sodio (en proporciones que, en un principio, se probaron 1 de azúcar por 3 de bicarbonato). Se hace un pequeño hoyo en arena que, previamente se ha vertido en un plato hondo, y se rellena con la mezcla reactiva. Se cubre con arena dicho hoyo y se impregna con alcohol o cualquier otra sustancia que arda. Se prende fuego y la reacción hace que, de la arena salga un «gusano» que se produce al quemarse el azúcar con bicarbonato (lo que añade gas a la combustión y se crean burbujas en la mezcla que la «proyecta» hacia afuera)

Dicho eso, parece sencillo pero no lo conseguimos a la primera (unos pequeños «gusanitos», muy alejados de una auténtica serpiente)

¿Qué se le sugirió al alumnado? Como he mencionado antes, cambiar las condiciones de reacción:

a) probamos a secar la arena

b) sustituimos la arena por sal

c) cambiamos las proporciones de azúcar/bicarbonato

d) probamos con carbonato de sodio calidad de laboratorio

Con ello, y a pesar de que el resultado en todos los casos no fue tan espectacular como el deseado, sirvió para estimular el autoaprendizaje y el método científico en los «jóvenes exploradores de la Ciencia».

Las estalactitas de sal.

Quisimos combinar el uso de varias técnicas de laboratorio sencillas con una idea nueva para el alumnado: como afecta el tiempo al transcurso de los procesos físico-químicos.

Durante la enseñanza de los procesos de separación y la formación de disoluciones, no se presta atención a un factor que es bastante importante, el tiempo.

Con esta sencilla actividad hicimos pesadas, filtraciones y montamos lo necesario para crear «estalactitas de sal».

En un vaso de precipitado añadimos sal común tras pesarla (las cantidades son irrelevantes pues lo que buscábamos eran disoluciones saturadas, añadiendo sal hasta que ya no se podía disolver más pero con el hecho de pesar se familiariza al alumnado con el proceso de tarar y el uso de la espátula). Creamos unos 500 ml de disolución saturada de sal y la repartimos a partes iguales en 4 vasos para los 4 equipos de trabajo que se crearon.

A lo largo del proceso de creación de las disoluciones, fuimos insistiendo en el concepto de mezcla homogénea y heterogénea (siempre es mucho más visual cuando se hace en el laboratorio que solo «hablar de ello» y, lo que esa aún más importante, el concepto se fija mucho mejor).

Una vez tuvimos los 4 vasos con las disoluciones de sal, unimos un hilo de algodón por ambos extremos a clips (que nos sirven como ancla) y se introdujeron en los vasos, procurando que el hilo describiese un arco cuyo punto más bajo estaba encima de un vidrio de reloj. La idea es que, por capilaridad, la disolución va siendo absorbida por el hilo y lentamente evaporada.

Se dejaron los vasos varias semanas para ver el proceso de cristalización y el resultado fue espectacular. Aquí dejo los links a las fotos de los distintos pasos del proceso:

Paso Inicial

Paso Intermedio

Paso final 1

Paso Final 2

Lo bueno que tiene esta experiencia es que conviene realizarla a principio del programa para que, sesión tras sesión, los asistentes puedan ver el proceso de cristalización paso a paso.

Otro dato interesante para añadir a aquellos alumnos y alumnas que tengan inquietud es que el proceso de corrosión de los metales se ve acelerado por las disoluciones ricas en sales (obsérvese el estado en el que se quedaron los clips tras semanas en inmersión en dichas disoluciones).

El «tubo» de yodo.

Para esta sencilla reacción (que, a pesar de su sencillez, es muy llamativa) los ingredientes son:

  • una probeta
  • ioduro de potasio
  • agua oxigenada
  • una bandeja
  • un poco de lavavajillas

Se sitúa la probeta en el interior de la bandeja (con el objetivo de no ponerlo todo perdido) y se añade a su interior una pequeña cantidad de ioduro de potasio (con la punta de una espátula es suficiente) y un chorreón «molar» de lavavajillas. Se mezcla bien y se añade con precaución y gota a gota, el peróxido de hidrógeno.

El resultado es inmediato y muy rápido: se forma una tubo de espuma que sale del tubo a una velocidad que deja al personal pasmado.

Un ejemplo de reacción espontánea y llamativa que es muy fácil y rápida de realizar.

Antes de realizar la experiencia, se les comenta que es una reacción, o sea, un cambio en la materia que genera cosas diferentes a las que habíamos formado antes. Se hace hincapié en qué son reactivos y que son productos y que la reacción es la que se encarga de convertir unos en otros.

Ideal para que se fije el concepto de reactivos, productos y reacción química.

La pila Daniels.

Con esta experiencia, terminamos el programa del Profundiza durante este curso 2018-2019.

A la hora de empezar esta actividad lo primero que hicimos fue enseñar al alumnado a usar un polímetro para medir voltajes. Para ello, usamos un polímetro para medir el voltaje en corriente alterna de los enchufes del laboratorio. Aprovechamos dicha medida para explicarles que hay 2 tipos corriente, alterna y continua y que el voltaje de la red española es de 220 V (y la medida en la escala analógica del polímetro).

Para crear las disoluciones necesarias para el pila, empezamos re-cristalizando sulfato de cobre (II) que teníamos en el laboratorio de años anteriores. Para lo cual, disolvimos los cristales de nuevo en agua y filtramos la disolución para eliminar impurezas insolubles.

La otro disolución que creamos para la pila fue de sulfato de cinc. Para ello, disolvimos cizalla de cinc en una disolución de ácido sulfúrico 5 M (que se preparó antes sin el alumnado al ser relativamente peligroso trabajar con sulfúrico concentrado). Dicha reacción es bastante rápida pero hay que filtrar la disolución para eliminar lo que no se consiguió reaccionar.

Unimos ambas disoluciones en un vaso de precipitado, usando sendos cables con pinza de cocodrilo usando una moneda de 5 céntimos y un trozo de cizalla de cinc como electrodos. Conectando ambos extremos al polímetro, comprobamos que se obtiene un voltaje de unos 2,5 V. Véase el video

La generación de Electricidad. Electroimán.

Esta es la última actividad que realizamos en nuestro viaje de descubrimiento del Magnetismo y sus múltiples usos.

El alumnado es consciente de las distintas formas de energía y sus fuentes. Pero, del dicho al hecho, hay un pequeño paso que no se suele recorrer: demostrar cómo se genera la Electricidad. Y ya que estabamos trabajando con el Magnetismo, que mejor forma de demostrar el uso del Magnetismo que usar un electroimán.

Al principio de la actividad, se les habla de la dinamo. Usando una pequeña bombilla de 6 V (gracias al departamento de Electricidad) y una dinamo que se actúa manualmente por medio de un sistema de poleas hicimos rotar una bobina con un imán (el mismo que hemos estado usando en las anteriores actividades) para generar voltaje suficiente para encender la bombilla.

Actividad les encantó pues hubo una pequeña competición para ver quién hacia brillar más la bombilla.

Gran actividad para mostrar el método más usado para generar electricidad a partir de todo tipo de fuentes (incluido el entusiasmo de los alumnos y alumnas).

Imagen de Steve Buissinne en Pixabay

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