La materia: Cambios de estado

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:

1. 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.
2. 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.
3. 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.
4. 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:

1. En un recipiente grande y transparente con agua caliente, añade una cantidad generosa de hielo seco.
2. Humedece el borde del aro de burbuja o el vaso de plástico cortado con la solución de jabón.
3. 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.
4. 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.