En situaciones cotidianas podemos apreciar distintos cambios de materia, desde que un chocolate que se derrite, o congelar o hervir agua, o eventos más externos como la sublimación de un meteorito al entrar en la atmósfera o como las nubes se condensan al formarse.
La materia, esencial en nuestro universo, existe en estados sólido, líquido y gaseoso, definidos por la organización de sus partículas. Los cambios de estado, incluyendo procesos como la fusión y la evaporación, ocurren debido a variaciones en temperatura y presión. Estudiar estos cambios nos ayuda a comprender fenómenos naturales y a aplicar este conocimiento en tecnología e industria, demostrando la relevancia de la química en nuestra comprensión del mundo.
Experimento 1: Demostración de Sublimación del Hielo Seco
Objetivo: Observar el proceso de sublimación del hielo seco y entender las condiciones bajo las cuales ocurre este cambio de estado.
Materiales:
- Hielo seco.
- Guantes de protección.
- Gafas de seguridad.
- Recipientes varios (tazón pequeño, tazón grande transparente).
- Agua.
Procedimiento:
- Preparación: Asegúrate de que todos los participantes usen guantes de protección y gafas de seguridad. El hielo seco puede causar quemaduras por frío al contacto con la piel.
- Observación de Sublimación: Coloca un pequeño trozo de hielo seco en un tazón. Observa cómo pasa directamente de sólido a gas sin pasar por el estado líquido. Discute con los estudiantes el concepto de sublimación.
- Efecto del Agua Caliente: Coloca otro trozo de hielo seco en un tazón grande transparente y añade agua caliente. Observa cómo la sublimación se acelera, creando una densa niebla de vapor de agua y dióxido de carbono. Este paso ilustra cómo el calor aumenta la velocidad de sublimación.
- Discusión: Reflexiona sobre las observaciones. Pregunta a los estudiantes por qué creen que el hielo seco sublima y cómo el calor afecta este proceso.
Experimento 2: Hacer Burbujas Gigantes
Objetivo: Mostrar cómo el gas de dióxido de carbono producido por la sublimación del hielo seco puede inflar burbujas, demostrando los cambios de estado y la expansión de gases.
Materiales Adicionales:
- Solución de jabón para hacer burbujas.
- Tela de toalla o un paño absorbente.
- Un aro de burbuja o el borde cortado de un vaso de plástico.
Procedimiento:
- En un recipiente grande y transparente con agua caliente, añade una cantidad generosa de hielo seco.
- Humedece el borde del aro de burbuja o el vaso de plástico cortado con la solución de jabón.
- Pasa el aro o el borde del vaso por encima del recipiente con hielo seco para crear una burbuja gigante que se inflará con el gas resultante de la sublimación.
- Observa cómo la burbuja crece y eventualmente se libera o explota, liberando una niebla de CO2 y vapor de agua.
Guía de Seguridad y Observaciones:
- Nunca permitas que los estudiantes manejen hielo seco directamente con sus manos. Siempre deben utilizar guantes de protección.
- Asegúrate de realizar el experimento en un área bien ventilada para evitar la acumulación de CO2.
- Discute las observaciones después de cada experimento y conecta las actividades con los conceptos teóricos sobre los cambios de estado, especialmente la sublimación.
Estas actividades prácticas no solo ilustran conceptos importantes de la química de una manera visual y tangible, sino que también fomentan la curiosidad y el interés de los estudiantes en la ciencia.