lunes, 17 de agosto de 2015

359 Máquina de Galton casera.

Para realizar nuestro experimento necesitamos un tablero de corcho, cañitas de refresco, pegamento, tijeras, chinchetas, una hoja de plástico transparente y bolitas pequeñas.

La máquina de Galton es una idea muy interesante para un proyecto científico en la escuela sobre estadística y probabilidad

La máquina de Galton consta de un tablero con filas de chinchetas en la parte superior, una rampa para dejar caer bolitas y unos casilleros en la parte inferior para recoger las bolitas. Se pueden construir los casilleros pegando trozos de cañitas de refresco en un folio. Luego colocamos una hoja de plástico transparente sobre los casilleros para retener las bolitas. En el vídeo podemos ver los detalles de la construcción de la máquina.


Las bolitas que se dejan caer por la parte superior botan sobre las chinchetas y van depositándose en los casilleros de la parte inferior. Cada bolita que se deja caer choca con la primera chincheta y tiene una probabilidad del 50% de de ir a la izquierda o a la derecha. Luego choca nuevamente con otra chincheta y se desplaza a derecha o a izquierda y el proceso se repite hasta llegar a los casilleros de la base. 

Las bolitas siguen caminos aleatorios impredecibles hasta caer en los casilleros colocados en la base del tablero pero los casilleros de la parte central del tablero tiene mayor probabilidad de recoger bolitas. Al final, si dejas caer un número suficiente de bolitas, resulta una distribución conocida como distribución binomial con forma de Campana de Gauss.  


domingo, 16 de agosto de 2015

358 Agua, amoníaco y alcoholes (moléculas de papel).

El estudio de la geometría molecular se facilita mucho con el uso de modelos moleculares. Los más utilizados son los modelos de bolas y varillas.

Los modelos moleculares de papel son una alternativa muy interesante por su bajo costo. Veamos, en primer lugar, la construcción de las moléculas de agua y de amoníaco.

Una molécula de agua tiene un átomo de oxígeno unido a dos átomos de hidrógeno por enlaces covalentes simples. La geometría de la molécula es plana angular con un ángulo de enlace H-O-H de 104,5º.

Una molécula de amoníaco tiene un átomo de nitrógeno unido a tres átomos de hidrógeno por enlaces covalentes simples. La geometría de la molécula es piramidal triangular con ángulos de enlace H-N-H de 107,3º.

Los átomos de oxígeno y de nitrógeno se representan con una estructura tetraédrica básica (rojo para el oxígeno y azul para el nitrógeno) y los átomos de hidrógeno se representan por una estructura prismática construida con papel blanco.




Podemos construir la molécula de etanol a partir de la molécula de etano, sustituyendo uno de los hidrógenos del etano por el grupo hidroxilo -OH.




En el vídeo "metano moléculas de papel" podemos ver el proceso paso a paso para construir los átomos.

Referencias:
Belén Garrido Garrido, "Papiromoléculas: modelos moleculares de papiroflexia para el estudio de la geometría molecular".


miércoles, 12 de agosto de 2015

357 Espuma que arde

Para realizar nuestro experimento necesitamos agua oxigenada medicinal, un palito de madera, un mechero, agua caliente y un sobre de levadura de panadería.

En primer lugar disolvemos la levadura en un vaso con un poco de agua caliente. Dejamos reposar un par de minutos y luego echamos la mezcla en otro vaso con un poco de agua oxigenada. Vemos que poco a poco sube una espuma blanca. También podemos observar que el vaso se calienta.

Si acercamos una astilla incandescente a la espuma blanca se producen pequeños destellos y se aviva la llama.

Explicación
El agua oxigenada se descompone lentamente en agua y en oxígeno molecular. La levadura actúa como un catalizador que acelera el proceso liberando oxígeno suficiente para formar la espuma blanca. El proceso es exotérmico (desprende energía) y el vaso se calienta.

El oxígeno atrapado en la espuma aviva la astilla incandescente.


domingo, 9 de agosto de 2015

356 Moléculas de papel

El estudio de la geometría molecular se facilita mucho con el uso de modelos moleculares. Los más utilizados son los modelos de bolas y varillas.

Los modelos moleculares de papel son una alternativa muy interesante por su bajo costo. Veamos, a modo de ejemplo, la construcción paso a paso de una moléculas de metano.

El metano es el hidrocarburo alcano más simple cuya fórmula es CH4 y que presenta una geometría tetraédrica. Dicha molécula tiene un átomo central, el átomo de carbono, unido a los cuatro átomos de hidrógeno que están situados en las esquinas de un tetraedro regular (un a pirámide de base triangular).

Material necesario:
10 cuadrados de papel gris de dimensiones 5x5 cm.
4 trozos de papel blanco de dimensiones 5x10 cm.

El átomo de carbono central se representa con una estructura tetraédrica básica formada por cuatro piezas prismáticas y seis conectores. Para la realización de dichas piezas utilizaremos los cuadrados de color gris de dimensiones 5x5 cm.

El átomo de hidrógeno se representa por una estructura prismática construida con el papel blanco de dimensiones 5x10 cm.

En el vídeo podemos ver paso a paso el proceso de doblado del papel para realizar todas las piezas


Para construir los siguientes alcanos (etano y propano) usamos un cilindro de papel para unir los átomos de carbono. Dicho cilindro se contruye a partir de un trozo de papel blanco de dimensiones 5x10 cm.













Referencias:
Belén Garrido Garrido, "Papiromoléculas: modelos moleculares de papiroflexia para el estudio de la geometría molecular".

jueves, 6 de agosto de 2015

355 Botella con dos agujeros

Primera parte
Para realizar nuestro experimento hacemos dos agujeros pequeños a distinta altura en una botella de plástico. Luego llenamos la botella de agua coloreada. Se observa que el agua sale por los dos agujeros, perpendicularmente a la superficie de la botella y con mayor velocidad por el agujero que está más cerca de la base de la botella. La velocidad de salida del agua disminuye a medida que baja el nivel del agua en la botella.

Segunda parte
Ahora llenamos la botella de agua y colocamos el tapón. Podemos ver que entra aire por el agujero superior y sale agua por el agujero inferior. El agua sale con velocidad constante mientras el nivel del agua en el interior de la botella esté por encima del agujero superior. Luego, al sobrepasar el nivel del agua el agujero superior, la velocidad de salida del chorro de agua disminuye al bajar el nivel del agua en la botella.


Explicación
El principio fundamental de la hidrostática establece que la presión ejercida por el agua depende de la profundidad. A mayor profundidad, mayor presión.

En la primera parte del experimento el agua sale con mayor velocidad por el agujero que está más cerca de la base a mayor profundidad. La presión sobre el agujero y la velocidad de salida del agua disminuye a medida que baja el nivel del agua en el interior de la botella.


En la segunda parte del experimento el aire que entra por el agujero superior ejerce presión que compensa la caída de presión del agua al perder altura, Se mantiene constante la presión sobre el agujero inferior y el agua sale con velocidad constante. Luego, cuando el nivel del agua en la botella está por debajo del agujero superior, el aire entra libremente por el agujero superior y la velocidad de salida del agua disminuye a medida que baja el agua en el interior de la botella.



sábado, 1 de agosto de 2015

354 Solubilidad de un terrón de azúcar

Para realizar nuestro experimento necesitamos tres vasos, agua, alcohol medicinal, aceite johnson y unos terrones de azúcar.

Colocamos agua en el primer vaso, alcohol en el segundo y aceite en el tercer vaso. Luego dejamos caer un terrón de azúcar en cada vaso.

El terrón de azúcar del vaso con agua se desmorona en unos segundos y en pocos minutos se disuelve todo el azúcar. En los otros dos vasos no se aprecia ningún cambio.

Explicación
La solubilidad es la capacidad de una sustancia (soluto) para disolverse en otra (disolvente). La solubilidad depende, entre otros factores, de la naturaleza química de las sustancias.

La capacidad de una sustancia para disolver el azúcar común o sacarosa depende de la polaridad de las moléculas que forman dicha sustancia. Una molécula es polar si presenta una separación de cargas. En caso contrario se dice que la molécula es apolar.


El agua es un disolvente polar con una polaridad muy grande y puede disolver el azúcar. El alcohol medicinal (etanol) también es un disolvente polar pero menos que el agua y no puede disolver el azúcar. Y el aceite es una sustancia apolar que tampoco puede disolver el azúcar.