Métodos de separación

Este último trimestre en Técnicas de Laboratorio de 4º ESO hemos trabajado experimentos sobre conceptos básicos de Química: preparación de disoluciones, reacciones químicas y métodos de separación.

Hemos realizado varios métodos de separación sencillos. Algunos de ellos han sido los siguientes:

Experiencia 1. Filtración: Se separan mezclas heterogéneas. Se utiliza un filtro que permite el paso de un líquido y retiene las partículas de un sólido. Ejemplo: agua y arena.

Experiencia 2. Separación magnética: Se separan mezclas heterogéneas. El método se basa en las distintas propiedades magnéticas de las sustancias a separar. Ejemplo: hierro (propiedades magnéticas) y azufre (sin propiedades magnéticas).

En la imagen inferior aparece una mezcla de azufre y limaduras de hierro.

Experiencia 3. Cristalización de sulfato de cobre (II) pentahidratado. Se separan mezclas homogéneas. Este método se utiliza para obtener cristales de la sal libres de impurezas. Se basa en la distinta solubilidad de los componentes. Para ello hemos preparado una disolución saturada (20,7 g/100 ml de agua) del compuesto y hemos calentado para facilitar su disolución.

La disolución la hemos depositado en un cristalizador.

Pasados unos días hemos obtenido cristales de sulfato de cobre.

Los cristales tienen estructura tridimensional cristalina, la ordenación de los átomos se repite periódicamente en el espacio. La imagen inferior representa la celdilla unidad (unidad mínima de repetición) del sulfato de cobre pentahidratado.

Experiencia 4. Decantación: Se separan mezclas heterogéneas. El método se basa en la diferencia de densidad de los componentes. Se utiliza un embudo de decantación, un soporte y un erlenmeyer.

El aceite es menos denso y queda arriba. El embudo de decantación tiene una llave en la parte inferior, se abre y se deja caer el agua hasta el erlenmeyer.

En el embudo de decantación queda el aceite.

Tinta invisible

Esta práctica de laboratorio consiste en otra manera más  de visualizar una reacción química. El reactivo que se utiliza es el ferrocianuro de potasio, un compuesto de coordinación. El anión ferrocianuro tiene la siguiente estructura:

Las disoluciones tienen un color ligeramente amarillo. Cuando reacciona con sales de hierro se obtiene el pigmento intensamente coloreado llamado azul de Prusia, ferrocianuro de hierro(III).

Hemos preparado una disolución de ferrocianuro de potasio y en un pulverizador hemos añadido una disolución de cloruro de hierro (III).

Se introduce un pincel en la disolución amarilla y se escribe en un papel. Inicialmente no se observa ninguna escritura. Se pulveriza y aparece el mensaje secreto.

Esta práctica la hemos realizado en colaboración con nuestro compañero José David Portillo.

El movimiento es relativo

En 2º de ESO estamos estudiando el movimiento. Hemos comentado qué ocurre con un pasajero que está sentado dentro de un autobús que circula por la carretera. El pasajero está en reposo respecto al autobús; pero se encuentra en movimiento respecto a los árboles que se encuentran en el camino.

Visualiza este vídeo y responde: ¿ la bicicleta se encuentra en reposo o en movimiento?

El vídeo pertenece al artista Christoph Niemann, un ilustrador y diseñador gráfico cuyos trabajos se han publicado en The New York Times. Sus animaciones están relacionadas con experiencias cotidianas contadas con gran ingenio.

Blas Cabrera, el físico olvidado

A partir  de la información de la exposición "Ciencia de Acogida", he descubierto la biografía de un gran físico español, Blas Cabrera, desconocido para la mayoría de los estudiantes de ciencia. Amigo de Ramón y Cajal, éste le convenció para que abandonase sus estudios de Derecho y se dedicase al estudio de la ciencia. Resulta sorprendente que coincidiese en conferencias con científicos de la talla de Einstein, Bohr, Schrödinger y Marie Curie y pocos libros de ciencia lo nombren.

Existe material gráfico de sus reuniones con estos genios de la ciencia.

 

En la fotografía histórica de abajo, aparecen sentados fácilmente reconocibles, Marie Curie y Einstein. El tercero por la derecha es Cabrera, a su izquierda se encuentra Bohr (modelo atómico de Bohr) y de pie, el último por la derecha es Heisenberg (principio de indeterminación de Heisenberg).    

                                      

 

Sexta Conferencia Solvay de Física, Bruselas, 1930                 

Otros físicos de la época que aparecen en esta foto son: Zeeman (efecto Zeeman), Sommerfeld (perfeccionamiento al modelo de Bohr), Brillouin (zonas de Brillouin en la Teoría de Bandas de los materiales conductores) o Fermi-Dirac (Mecánica Estadística de Fermi-Dirac aplicada a la Física del estado sólido), entre otros. 

Las contribuciones de Blas Cabrera a la Física fue en el campo del Magnetismo, aportó ideas básicas sobre el funcionamiento de los aparatos de Resonancia Magnética Nuclear. Sus trabajos divulgativos dieron a conocer la Teoría de la Relatividad Especial, así como los trabajos de Laue sobre la cristalografía de rayos X. 

Ciencia de acogida

Este fin de semana, leyendo un artículo de la revista National Geographic, he encontrado información sobre una exposición que se organiza estos días en Madrid. Ante la imposibilidad de visitarla, pero teniendo en cuenta que se trata de un tema bastante interesante, he decidido preparar esta pequeña presentación.

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La exposición se llama "Ciencia de acogida" y muestra cómo científicos exiliados o refugiados pudieron desarrollar sus trabajos en otros países. A día de hoy, cientos de miles de personas vagan por Europa en condiciones lamentables huyendo del hambre y de la guerra. Es imprescindible poner caras a esa masa de seres humanos sin nombre. Una forma de llamar la atención es hacer visible la condición de refugiados de científicos importantes. No se busca valorar sus vidas por encima de otras, sino que es una manera más de llamar la atención sobre las injusticias de las guerras.

Exposición de los trabajos " Los plásticos en la vida cotidiana"

Esta semana, los alumnos de 2 º ESO comenzarán las exposiciones orales de los trabajos realizados sobre el papel de los plásticos en nuestra sociedad: usos, abusos, ventajas, inconvenientes y problemas medioambientales que se derivan.

En el blog se mostrarán algunos de ellos.

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Movimiento Circular Uniforme

En 4º de ESO estamos estudiando el Movimiento Circular Uniforme. Una de sus aplicaciones es el movimiento de los astros, satélites o estaciones espaciales. Estos días, la Estación Espacial Internacional se encuentra orbitando la Península Ibérica.

                                              

La Estación Espacial Internacional (ISS) es un proyecto de cooperación internacional. Gracias a la estación, hay presencia humana permanente en el espacio, pues al menos dos personas la han habitado desde el 2 de noviembre del año 2000. La ISS se encuentra a unos 400 Km de altitud y orbita a una velocidad de casi 28000 Km/h, lo que le permite completar una vuelta alrededor de la Tierra en tan solo 90 minutos. Como resultado, los astronautas a bordo de la ISS ven hasta 15 amaneceres y atardeceres cada 24 horas, o lo que es lo mismo, observan un amanecer o atardecer cada 45 minutos. Todo un privilegio. 

En esta fotografía se observa la ventana de la ISS desde su interior.

La Estación Espacial Internacional tarda aproximadamente 2 minutos en sobrevolar la Península Ibérica. El miércoles 24 de mayo pudo observarse desde distintos puntos. Esta imagen pertenece a su paso por la capital de España sobre las 23:45 horas, realizada por el Planetario de Madrid.

Como imágenes curiosas relacionadas con la ISS es el tránsito de la estación alrededor de la Luna y cómo se observa el mar Mediterráneo desde dicha estación. Las fotografías son propiedad de la NASA.

Preparación de disoluciones de ácido clorhídrico y ácido sulfúrico.

La preparación de disoluciones de solutos líquidos o gases en disolvente líquido es relativamente sencilla. La mayor dificultad que encuentran los alumnos es realizar los cálculos adecuados a partir de datos de densidad, % en masa y molaridad. Para que los alumnos adquieran destreza en este tipo de cálculos hemos preparado en el laboratorio disoluciones de ácido clorhídrico (cloruro de hidrógeno que es gas, en agua) y ácido sulfúrico (líquido). En la imagen aparece el material  y reactivos necesarios.

Debido a las propiedades de ambos solutos, cloruro de hidrógeno (corrosivo e irritante)  y ácido sulfúrico (extremadamente corrosivo), y debido a que el laboratorio no dispone de campana de gases hemos preparado las disoluciones con agua como soluto que simulaba ambos compuestos.

Día Europeo de los Parques

El 24 de mayo se celebra el Día Europeo de los Parques. Su objetivo es acercar a la gente la naturaleza y sensibilizar al público sobre la importancia de la belleza natural preservado en áreas protegidas y la importancia de la conservación y la gestión sostenible de estos lugares.

Este martes 23 de mayo, desde el IES Alto Guadiato realizamos un viaje a un Parque Nacional, las Tablas de Daimiel situado en la provincia de Ciudad Real. Señalar que en España solamente 15 parques ostentan la categoría de Parque Nacional. Las Tablas de Daimiel  son un humedal Reserva de la Biosfera.

Su peculiaridad se basa en que es una tabla fluvial formada por el desbordamiento de los ríos Guadiana y Cigüela, favorecida por la escasez de pendiente en el terreno debido a que predomina la llanura manchega. Este tipo de ecosistemas son poco frecuentes en nuestro planeta (los formados por los desbordamientos de los ríos).

Los alumnos que participaron en el viaje fueron 3º ESO A, 1º Bachillerato A y 1º de Bachillerato B.

Mis compañeros de viaje fueron Juan Antonio Macías y Gabriela Montero (autora de las fotos). Agradecer a todos los alumnos su buen comportamiento y a mis compañeros su buen trabajo.

¿Qué forma tienen los líquidos?

Los líquidos tienen volumen fijo y ¿cómo es su forma? Los líquidos se adaptan al recipiente que los contienen, pero en realidad su forma es esférica como podemos observar.

 Si los líquidos no estuviesen sometidos a ninguna fuerza, mostrarían forma esférica.

 Sometidos al efecto de la gravedad, se adaptan al recipiente que los contienen.

Introducimos aceite en una cápsula dentro de un vaso de precipitados.

Añadimos alcohol al vaso, su densidad es menor que la del aceite, por lo que el aceite permanece en el fondo.

Si echamos agua, líquido miscible con el alcohol, pero inmiscible con el aceite, conseguimos aumentar la densidad del alcohol hasta alcanzar un valor superior a la del aceite, así éste flota.

Para que el aceite flote, el empuje y el peso se igualan. El aceite no está sometido a ninguna fuerza neta y muestra su forma real, esférica.

Estudio de la densidad (II)

Experimento 4. Cálculo de la densidad de un sólido irregular

A partir de la masa y el volumen se calcula la densidad.
La masa se obtiene con el uso de una balanza.

El volumen se calcula con la diferencia de altura que alcanza el volumen de agua en una probeta. Inicialmente la probeta solo contiene agua, al introducir una piedra, el volumen aumenta.

 Experimento 5. El densímetro casero.

Se construye con una bola de plastilina, una pajita graduada con un rotulador y un pequeño clavo introducido en la pajita. Medimos de forma cualitativa la densidad de distintos líquidos: alcohol, agua, agua y sal, coca-cola y aceite.

 El densímetro se hunde más o menos en cada líquido dependiendo de la densidad de éstos. El fluido más denso es el agua con sal, el densímetro alcanzará menos profundidad. Se hundirá más en el alcohol.

 En este caso se comprueba que el aceite es menos denso que el agua con sal.

Estudio de la densidad (I)

Seguimos con el estudio de una magnitud a partir de varias experiencias, en este caso analizaremos cómo se puede estudiar la densidad con varias prácticas sencillas.

Experiencia 1. Cálculo de la densidad con el tubo en U.

Aplicando la ecuación general de la hidrostática y sabiendo que la presión de dos puntos en un fluido a la misma altura es la misma, calculamos la densidad de líquidos desconocidos si los mezclamos con otro inmiscible y de densidad conocida como el agua.

El líquido de densidad desconocida es el tetracloruro de carbono. Le añadimos yodo para que adquiera coloración y se pueda distinguir del agua.

  Se aplica la ecuación: densidad del agua x altura del agua = densidad del tetracloruro de carbono x altura del tetracloruro de carbono

Experiencia 2. Huevo que flota o se hunde

Dependiendo de la densidad del agua, un huevo flota o se hunde. En agua con sal, la densidad es mayor por lo que el huevo flota.

Se basa en el principio de Arquímedes. El huevo está sometido a dos fuerzas, el peso hacia abajo y el empuje hacia arriba.  Si el empuje es mayor que el peso, el cuerpo flota. El empuje depende de la gravedad, del volumen del cuerpo y de la densidad del fluido. 

Experiencia 3. Formación del arco iris por diferencia de densidad.

Preparamos disoluciones de azúcar de distinta densidad. Para diferenciarlas les añadimos diferentes colorantes alimenticios.

Se va añadiendo con una pipeta en un tubo de ensayo pequeñas porciones de cada una de las disoluciones.

Se va formando una banda de colores en el tubo de ensayo. La disolución más densa queda más abajo, corresponde con la disolución más concentrada.

pH y Redox

Aquí tenéis el examen resuelto de los temas de pH y Redox.

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Para saber más

Algunos alumnos de 2º ESO B motivados por los trabajos mostrados en este blog propusieron voluntariamente realizar presentaciones digitales y buscar información sobre los temas tratados en algunas prácticas.

La alumna Y. M. R. ha realizado un trabajo sobre la vitamina C en los alimentos.

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El alumno A.L.M ha realizado un trabajo sobre el almidón.

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Galardonados en el concurso "Ciencia en 100 segundos"

Ya hay ganadores en el concurso de cortos. ¡Enhorabuena a los premiados!. Agradecer a mis alumnos el esfuerzo realizado y la ilusión que pusieron en el concurso.

Aquí tenéis los enlaces a los videos galardonados.

• Primer Premio: Para el vídeo “ARQUITECTUTA BIOCLIMÁTICA Y DESARROLLO

SOSTENIBLE”, del IES Gustavo Adolfo Bécquer de Sevilla.

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 • Accésit: Para el vídeo “EL CARBONO, UN PILAR FUNDAMENTAL DE LA VIDA”,
de la Escuela industrial Domingo F. Sarmiento de San Juan Argentina.

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