Con las manos en la ciencia
EN LA CIENCIA
que a veces pensamos que es más compleja… ¡pero no lo es!
Junto a investigadores e investigadoras del Instituto de Ciencias Químicas Aplicadas de la Universidad Autónoma de Chile, Con las manos en la ciencia te invita a descubrir algunos fenómenos científicos sin necesidad de estar en un laboratorio ni salir de tu casa.
Este libro es un producto del Centro de Comunicación de las Ciencias de la Universidad Autónoma de Chile, forma parte de la colección Aprende Conciencia y puede descargarse de forma gratuita en ciencias.uautonoma.cl.
Fluoresciendo la casa
Generalmente, la tinta presente en los destacadores de color amarillo es la piranina, compuesto fluorescente que emite una intensa coloración cuando es irradiado con luz azul. Además, es un compuesto soluble en agua y sensible a los cambios de pH, características que la hacen súper atractiva para hacer distintos experimentos en casa.
MATERIALES
- Cinta adhesiva transparente
- Un marcador permanente de color azul
- Una fuente de luz. Puede ser una
- linterna o un celular
- Dos huevos
- Dos cucharadas de fideos
- Medio limón
- Un vaso de agua
- Un destacador amarillo
- Un vaso de vidrio
- Dos cucharadas de arroz
- La punta de una cucharadita de detergente en polvo para ropa
- Agua
PASO A PASO
1 Lo primero que haremos será crear nuestra
luz azul. Corta un trozo de cinta adhesiva
transparente y cubre completamente el
lugar por donde sale la luz de tu
celular o de la linterna que
tienes a mano y luego
Repite esta secuencia
pinta la cinta con
cinco veces cubriendo la
destacador azul.
cinta anterior y pintando
cada nueva capa ¡Listo!
Ya tienes tu fuente de luz
azul.
Repite esta secuencia cinco veces cubriendo la cinta anterior y pintando cada nueva capa ¡Listo! Ya tienes tu fuente de luz azul.
2 Abre el destacador y quita la «tripa» que
trae en su interior. Cuidando no manchar
nada, sumérgela y comprímela en un vaso
con agua. Has creado tu líquido
fluorescente. Ahora, ilumínalo con tu luz
azul y verás lo fantástico de esta sustancia.
3 También puedes teñir distintos alimentos
que haya en tu casa, por ejemplo, huevos,
fideos o arroz. Sumérgelos en el líquido que
hiciste por una hora, luego retíralos y
sécalos con una servilleta. Ilumínalos y
compáralos con un alimento que no haya
sido tratado con tinta fluorescente. ¿Qué
ves?
Apaga y prende la tinta
La tinta fluorescente es sensible a los cambios de
pH. Puedes «apagar» tu tinta agregando un par
de gotas de limón y volver a «encenderla»
añadiendo detergente de ropa en polvo. No
olvides que para detectar los cambios de
coloración debes irradiar, con tu luz azul, las
mezclas permanentemente.
Cristales caseros de sal
La sal de mesa o NaCl se usa comúnmente para condimentar distintos alimentos. Cuando se prepara una disolución sobresaturada (es decir, con exceso de sal) en agua y se deja al sol durante un tiempo, las partículas de sodio (Na+) y cloruro (Cl-) forman una red cúbica que se va repitiendo con la misma orientación en toda la sustancia construyendo una red cristalina denominada halita. ¡Anímate y hagamos juntos tus propios cristales de sal!
MATERIALES
- Hervidor o tetera
- Agua
- Sal de mesa
- Cuchara
- Lupa (opcional)
- Un recipiente (vaso pequeño de vidrio)
PASO A PASO
1 Pon a hervir agua en
un hervidor o tetera
Hazlo con ayuda
de un adulto
2 En un recipiente coloca 50 ml de
agua hervida y agrega tres
cucharadas de sal gradualmente
hasta que esta se deposite en el
fondo y no se disuelva.
50 ml
3 Elige un lugar de tu casa al que le
llegue mucho sol y deja el
recipiente con la sal ahí por al
menos dos a tres días. Recuerda:
debe quedar expuesto al sol.
Después de dos a tres
horas ya podrás ver cómo
se forman las capas de sal
en la superficie que luego
van cayendo al fondo.
4 Deja pasar dos o tres días (mientras
más días, más grande será el cristal)
y vuelve a ver el recipiente. Al fondo
encontrarás tus cristales. Para
sacarlos puedes usar una cuchara.
LÁMPARA DE LAVA
La densidad es una forma de cuantificar la materia contenida en un determinado volumen de sustancia. Si ponemos en un mismo recipiente agua y aceite, el agua irá al fondo y el aceite quedará en la parte superior. Esto ocurre por la diferencia de densidad entre los líquidos; el agua es más densa que el aceite, es decir, hay más materia en el agua que en el aceite, y por eso va al fondo.
¿Cómo hacer la lámpara de lava? Agregando colorante y tabletas de vitamina C. Estas se disuelven en el agua y aparecen burbujas, pero ¿por qué? La tableta al disolverse genera un gas (dióxido de carbono) que, al ser menos denso que el agua y el aceite, sube a la superficie arrastrando gotitas de agua teñidas por el colorante. Cuando el gas llega arriba, se escapa del frasco y las gotitas de agua que traía vuelven al fondo porque son más densas que el aceite.
MATERIALES
- Colorantes de comida
- Una tableta de vitamina C Agua
- Aceite vegetal
- Agua
- Un recipiente de vidrio transparente y alto
PASO A PASO
1 En el recipiente de vidrio limpio y seco
agrega agua hasta completar 1/4 del
frasco.
Para un frasco de 350 ml
recomendamos agregar una
tableta completa, pero para
frascos más pequeños puedes
agregar pedazos de esta, hasta
que veas la cantidad de lava
(burbujas) que deseas.
2 Luego, añade el aceite hasta
completar los 3/4 restantes.
Agita con fuerza.
3 Agrega gotitas de colorante y agita con una
varilla hasta que el agua cambie de color.
4 Añade la tableta de vitamina C y observa
cómo viajan las burbujas acarreando
gotitas de agua coloreadas y luego cómo,
cuando la burbuja llega arriba, libera las
gotitas, que caen al fondo nuevamente.
COLOREANDO LA TENSIÓN SUPERFICIAL
La tensión superficial es una propiedad que vemos en la naturaleza muy a menudo. Cuando se posa un pequeño insecto en el agua y no se hunde, es porque existe una fuerza —tensión superficial— que lo soporta. En este experimento mostraremos, de una forma muy sutil, que esta tensión se puede romper solo usando detergente. Y, para hacer más atractivo el proceso, le pondremos un poco de color .
¡Vamos al experimento!
MATERIALES
- Una gota de detergente (lavalozas o detergente de ropa)
- Dos o tres cotonitos
- Colorante de comida
- Una taza pequeña de leche (200 cc aproximadamente)
- Un plato bajo
- Papel absorvente
PASO A PASO
1 Dispón todos los materiales sobre una
superficie lisa.
El suelo del patio
es un buen lugar
2 Toma el plato y déjalo sobre el piso, luego
pon la leche en él hasta cubrir el fondo de
este.
3 Vierte algunas gotas del colorante de
comida dentro del plato en el lugar que tú
quieras.
Puedes poner
distintos colores en
un mismo lugar.
4 Humedece la punta del cotonito con
el detergente elegido.
5 Con la parte humedecida toca
suavemente alguno de los lugares
donde pusiste las gotitas de colorante
y verás el efecto de romper la tensión
superficial.
PAPEL MÁGICO: CAMBIA DE COLOR
La antocianina es un pigmento soluble en agua que está presente en algunas verduras como, por ejemplo, en la cebolla, que lo tiene en las vacuolas de sus células. Si la molemos y luego agregamos alcohol podremos extraer este pigmento, que tiene la propiedad de cambiar de color de acuerdo con la acidez (pH) de la disolución en la que se encuentre. Mientras más básica la disolución se tornará de color verdoso, si la disolución es más ácida se pondrá de color rojo fucsia.
Probemos entonces ¿cuán ácida es la naranja, la crema o el bicarbonato?
MATERIALES
- Una cebolla morada
- Un cuchillo
- Licuadora o mortero
- Una cuchara
- Una hoja de papel blanco
- Una pinza
- Alcohol desnaturalizado de 95° (para heridas)
- Dos pocillos de vidro o loza
- Un colador
- Tijeras
PASO A PASO
1 Corta en cuadritos pequeños la mitad de
la cebolla morada. Para hacerlo, pídele
ayuda a un adulto.
2 En uno de los pocillos agrega 40 ml
de alcohol, luego añade la cebolla
picada y muele o licúa el contenido.
3 Vierte la mezcla en un colador y, con
la ayuda de una cuchara, cuela el
contenido dejando caer el líquido
morado en otro pocillo. Este se usará
como detector de pH.
4 Corta tiras de papel de 7 cm de largo
× 0,5 cm de ancho.
5 Con las pinzas toma, una a una, las
tiras de papel y remójalas en el líquido
morado. Recuerda dejar un espacio de
al menos 1 cm sin mojar. Luego, deja
secar las tiras.
6 Una vez que las tiras están secas
mide el pH de lo que tú quieras.
Por ejemplo, coloca sobre el
papel seco unas
gotitas de limón o
de lavaloza.
Espera unos
minutos y verás el
cambio de
color.
Este indicador lo podemos utilizar para
saber qué productos de los que
consumimos pueden ser dañinos para la
salud. Por ejemplo, la leche, cuando está
en condiciones óptimas, desde que se
abre la caja hasta los tres días que
siguen, debe tener un pH de 6,7 o 6,8, es
decir, un pH cercano a la neutralidad.
Después de ese tiempo, la leche se pone
ácida, esto significa que su pH baja por
la presencia de microorganismos y ya no
está apta para el consumo. CREA TU ARCOÍRIS
La luz es una parte de la radiación electromagnética que puede ser percibida por el ojo humano. Algunos objetos emiten luz (una linterna, un fósforo) y otros —como el vidrio—, que permiten que la luz pueda atravesarlos, se denominan transparentes.
La luz siempre viaja en línea recta. Si a un haz de luz le interponemos un objeto y este deja pasar solo un poco de luz, se denominará translúcido, en cambio, si bloquea completamente el paso de la luz, le llamaremos objeto opaco. El espejo, por su lado, refleja la luz en un ángulo similar al que la recibe.
La luz del sol, así como la luz blanca, está conformada por radiación de diferentes energías que se encuentran mezcladas. Estas energías son interpretadas por nosotros como colores. De menor a mayor energía, los colores que podemos observar son el rojo, el naranjo, el amarillo, el verde, el celeste o turquesa, el azul y el violeta. Con la ayuda de un prisma es posible separar la luz blanca en diferentes haces de luces de distinta energía (o color), que es lo que entendemos como arcoíris.
MATERIALES
- Un envase de vidrio transparente
- Un espejo que quepa dentro del envase de vidrio
- Un CD o DVD viejo
- Una linterna
PASO A PASO
EXPERIMENTO #1
1 Inserta un espejo dentro del
recipiente de vidrio. Debe quedar de
manera oblicua, lo más cercano a un
ángulo de 45°.
2 Llena con agua el recipiente hasta
cubrir la mitad del espejo.
3 Con una linterna apunta el haz de luz
por fuera del recipiente en dirección al
espejo. Mira hacia el techo y verás un
arcoíris.
EXPERIMENTO #2
1 Con la ayuda de un adulto remueve
parte de la película que recubre el CD
o DVD. Cuida no raspar la parte
plástica. Puedes ayudarte usando
cinta de embalaje, un cuchillo o una
aguja.
2 Dirige el haz de luz de la linterna de
forma oblicua sobre la parte donde
has removido la cubierta del CD o
DVD.
3 Mira hacia el techo o hacia la pared y
verás un arcoíris.
Intenta cambiar el ángulo con el que
alumbras el CD o DVD:
¿Obtienes el mismo orden de colores en
ambos experimentos?
¿El ángulo en el que alumbras el espejo o
el CD o DVD influye en el tamaño de tu
arcoíris?
ASTROLABIO HECHO EN CASA
El astrolabio es una de las herramientas más antiguas para medir posiciones de estrellas y es muy fácil de usar. Con él podemos calcular la elevación de los astros y ver cómo cambian a lo largo de un día y día tras día. Esto nos permite estudiar no solo cómo se mueve el Sol, sino también la Tierra —en torno a su propio eje y alrededor del Sol—, la Luna, los planetas y las estrellas. Incluso, este instrumento permite, con gran precisión, conocer la latitud del lugar del mundo en que se está.
MATERIALES
- Hoja de papel de 22 × 22 cm
- Compás
- Transportador
- Escuadra de al menos 20 cm
- Trozo de cartón de 25 × 25 cm
- Cuerda fina de al menos 30 cm de largo
- Peso o plomada pequeña (puede ser un aro de metal, una canica o una bolita metálica grande o un plástico pesado de 10 g o más)
- Una bombilla de plástico o preferiblemente una metálica ligeramente más gruesa que las desechables
- Cinta adhesiva de papel
- Tijeras o cuchillo cartonero
- Pegamento (cola fría)
PASO A PASO
1 En una hoja de papel, usando una escuadra
y un compás, haz el siguiente dibujo:
2 Con el transportador y la regla marca los
ángulos sobre el borde circular de la figura
cada 5° (cinco grados). Debe verse así:
3 Con pegamento (cola fría) pega el dibujo
del paso 2 al cartón dejando unos dos cm
de distancia entre los bordes rectos del
papel y el cartón. Espera a que el
pegamento esté completamente seco.
4 Con la punta de la tijera realiza un pequeño
orificio justo en el vértice superior derecho
de la figura, como lo muestra el círculo azul.
5 Corta por la línea punteada siguiendo el borde circular de la figura, como lo muestra la línea azul.
6 Pega la bombilla a la parte superior del
cartón usando la cinta adhesiva.
7 Finalmente, ata el peso o plomada a un
extremo de la cuerda. El otro extremo
pásalo por el orificio en el cartón. Haz
algunos nudos o amárralo a algún objeto
para que no se caiga el peso del otro lado.
Ahora ¡a observar cómo se mueve el Sol!
Seguramente, ya te has fijado que la altura y la posición del Sol es distinta en invierno y en verano. Con tu astrolabio podrás ver cómo y cuánto cambia y, entre otras cosas, te permitirá medir qué tan inclinado está el eje de rotación de la Tierra con respecto a su órbita en torno al Sol.
Hay dos formas seguras para realizar este experimento:
1.- Usando lentes certificados como los que se utilizaron para observar el eclipse en julio de 2019. Pontelos, luego mira al Sol y con tu astrolabio obsérvalo a través de la bombilla y pídele a otra persona que revise qué ángulo se marca en el costado.
Debes repetir este proceso durante algunas semanas. Si un día está nublado o llueve, no pasa nada, intenta otro día. Puedes probar a distintas horas y notarás cómo y cuánto se ha movido el Sol.
2.- Si no tienes lentes certificados, tienes que alinear el astrolabio de tal forma que la luz del Sol pase a través de la bombilla. Para hacerlo fíjate en la sombra que proyecta. Cuando esta casi no dé sombra estarás cerca y, en el momento en que estés justo apuntando al Sol, podrás ver que la sombra cambia y aparece un círculo brillante. Puedes proyectar la sombra directamente en el suelo o sobre tu mano.
Cuando lo logres, mide el ángulo que señala tu astrolabio o pídele a alguien que te lo diga si estás muy concentrado tratando de mantener la proyección del Sol bien centrada. Puedes repetir este proceso durante varias semanas y verás cómo el Sol cambia su altura. También puedes medir varias veces en un mismo día y observar cómo cambia su posición y qué tan rápido se mueve.
Con tu astrolabio también puedes medir otras cosas como, por ejemplo, la traslación y rotación terrestre, los movimientos de la Luna, los planetas y las estrellas, y también la latitud de dónde te encuentras, de hecho, el astrolabio era usado por marineros y astronautas para orientarse y poder navegar.
Procura realizar las mediciones en los días cercanos al 21 de julio y al 21 de diciembre. El mejor horario para hacerlo es a mediodía.
Es importante que nunca mires directamente al Sol sin la protección adecuada.