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La ciencia detrás de los proyectos científicos más populares

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A todo el mundo le encantan los proyectos de ciencia que completamos en la escuela primaria, como hacer una batería de patatas o incluso el clásico volcán en erupción. Sin embargo, ahora que todos somos adultos, echemos un vistazo a cómo funcionan exactamente algunos de los proyectos científicos más populares a través de los lentes de la ciencia.

Puede hacer una batería con limones, naranjas u otras frutas, pero no hay nada tan esencial como una batería de papa. La batería de papa se clasifica como una celda electroquímica que convierte la energía química en energía eléctrica a través de la transferencia de electrones. Como probablemente sepa, las baterías de papa y otras baterías de frutas requieren un cátodo de cobre y un ánodo de zinc. Al pegar el cobre y el zinc dentro de la papa, pero separados entre sí, está facilitando una reacción redox (reducción-oxidación) entre el zinc y el cobre.

En realidad, la electricidad no proviene de la papa, sino que el agua y los electrolitos en la espina permiten que los electrones del cobre se muevan hacia el zinc, creando pequeñas corrientes eléctricas. En esta reacción, el cobre se reduce; por lo tanto, se oxida el desprendimiento de electrones y el zinc. La forma en que funciona una batería de papa es local, de la misma manera que todas las baterías electroquímicas almacenan y liberan electricidad.

Hacer que tu bebida brille es otro experimento científico divertido, o tal vez solo un buen truco de fiesta. El agua tónica es clave para este experimento, y cuando agrega este líquido carbonatado a una bebida, brillará bajo la luz ultravioleta. En el centro de esta reacción se encuentra una sustancia química conocida como quinina, que en realidad es un medicamento que se usa para tratar la malaria.

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La FDA limita el contenido de quinina en el agua tónica en los EE. UU. A 83 piezas por millón (ppm) para evitar cualquier efecto adverso para la salud del producto químico. Debido a la estructura de las moléculas de quinina, cuando la luz ultravioleta incide en la quinina, esta se absorbe y se emite luz visible. En realidad, no hay transferencia de energía en la reacción; más bien, la energía de la luz se convierte de luz ultravioleta en luz visible, generalmente azul en el caso del agua tónica.

Un volcán de bicarbonato de sodio y vinagre es la esencia de la feria de ciencias de la escuela primaria y también la perdición de los conserjes de la escuela secundaria. Aparte del hecho de que el proyecto del volcán no se parece en nada a un volcán real, el experimento es realmente bueno para enseñar los fundamentos de la química.

El vinagre y el bicarbonato de sodio se utilizan generalmente en la reacción, aunque el vinagre se puede sustituir por agua caliente. El bicarbonato de sodio es bicarbonato de sodio (NaHCO3) y el vinagre es ácido acético (C2H4O2). Cuando se combinan, producen una reacción ácido-base con el subproducto de CO2 o dióxido de carbono. Para aquellos de ustedes interesados ​​en la reacción química real que está teniendo lugar, pueden consultarlo a continuación:

C2H4O2 + NaHCO3 = NaC2H3O2 + H2O + CO2

El resultado de la reacción ácido-base es acetato de sodio (NaC2H3O2), agua y dióxido de carbono gaseoso, que es lo que hace que las burbujas y la espuma. Muchos proyectos utilizarán jabón para platos para aumentar la tensión superficial de las burbujas y crear una erupción aún mayor. Todo en nombre de la ciencia, por supuesto.

Los fluidos no newtonianos son increíblemente divertidos para jugar, sin importar la edad que tengas. La capacidad de que algo exista en estado sólido bajo alto estrés y exista como líquido bajo bajo estrés es intrigante para nuestros cerebros, incluso cuando entendemos lo que está sucediendo.

El fluido no newtoniano más común es algo llamado oobleck (sí, ese es el nombre real) que está hecho de almidón de maíz (C27H48O20) y agua. Cuando la maicena se mezcla con el agua, se convierte en un lío pegajoso y viscoso con algunas propiedades interesantes. Cuando golpeas, o incluso cruzas, el líquido, las moléculas de la maicena se alinean rígidamente y presentan una tensión baja. Cuando la tensión está implícita durante un período de tiempo más largo, el fluido responde exactamente como lo haría cualquier otro fluido viscoso.

Llevando estos principios más allá, colocar un fluido no newtoniano en un altavoz produce lo que se conoce como un líquido danzante. Las vibraciones en el altavoz aplican una tensión lo suficientemente alta como para activar la rigidez de las moléculas de almidón de maíz, y justo cuando comienzan a convertirse de nuevo a una fase fluida, el altavoz crea otra vibración. Este período de acciones y reacciones crea un líquido danzante.


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