La clase (con un lavabo) se transforma rápidamente en un laboratorio temporal. Aunque existen varios experimentos, los más populares son aquellos diseñados para incrementar la destreza midiendo e investigando y para aumentar la conciencia de la seguridad. Éstos están descritos más abajo.
Muchos profesores de escuelas de secundaria reconocerán los experimentos, pero el propósito de desarrollarlos en las escuelas de primaria no es para obtener una redacción escrita. Quizás lo hagan después con sus profesores, pero el punto principal es demostrar a los niños lo emocionante y divertida que puede llegar a ser la ciencia.
Nota: Todo producto químico requiere una evaluación de riesgo, realizada por aquellos que hagan la demostración del experimento y se debe tener en cuenta las condiciones en las que tiene lugar la demostración. Los profesores de primaria que no tengan suficiente conocimiento en química pueden obtener esta información de sus compañeros de las escuelas de secundaria.
Investigando las propiedades del limo y el polimorfo
El limo se forma mezclando bórax y acetato de polivinilo (PVA), mezcla a la que se añade unas gotas de colorante alimenticio. Variando las proporciones de bórax se consigue un cambio en las propiedades físicas del limo. Este experimento (algo “asqueroso”) es muy popular entre los niños.
El polimorfo es un termoplástico que se puede moldear en una temperatura relativamente baja, 62°C.
Material
Para dos clases de 35 alumnos que trabajen en pareja se necesitan 3 l de la solución de PVA y 2 l de la solución del bórax.
Para hacer 1 l de la solución de PVA:
- Tomar 40 g de acetato de polivinilo y añadir agua hasta que el volumen total sea de 1 L.
- Remover a una temperatura de 40° a 90°C en agua (durante 1 hora). Para acelerar el proceso, cubra el vaso de precipitados con papel de aluminio para así conservar mejor el calor.
Para hacer 1 l de la solución de bórax del 4%:
- Tomar 40 g del bórax y añadir agua hasta que el volumen total sea de 1 L.
- Remover.
Nota: El bórax, también llamado borato de sodio o tetraborato del sodio, es utilizado muy a menudo en detergentes, suavizantes de agua, jabones y desinfectantes.
El polimorfo se puede comprar en la Universidad de Middlesex, UKw3, por unos €30/kg. Distribuya 4-5 g por alumno (en tubos individuales).
Modo
Los alumnos deben:
- Verter las soluciones de PVA de un grosor de 1 centímetro en un vaso de precipitados de plástico desechable (normalmente está marcado con una línea en los vasos de precipitados que utilizamos: la solución de PVA es demasiado viscosa como para utilizar una probeta).
- Opcional: añadir 3-5 gotas de colorante alimenticio y remover.
- Agregar el volumen de bórax previamente medido con precisión y remover. Inicialmente, decir a cada pareja de alumnos de utilizar un volumen fijo de bórax – entre 4 y 10 ml.
- Utilizando los guantes, sacar el limo con una cuchara e investigar sus propiedades táctiles estirándolo.
Muestre a los alumnos el polimorfo termoplástico. Viene en forma de gránulos transparentes que, cuando están en contacto con agua caliente (superior a 62°C), se pueden moldear para dar formas divertidas, como peces, pájaros o – para el menos imaginativo – bolas. Las bolas hechas de este material botan de forma diferente dependiendo de si el polímero sigue caliente o si ha formado enlaces para dar la versión coloreada.
El experimento del reloj de yodo
Con este experimento, los niños investigan la disolución y aprenden a medir volúmenes con precisión para conseguir que la reacción química cambie de color al cabo de 30 segundos exactos. Realizamos este experimento en forma de competición, así es más emocionante.
En el experimento se utilizan dos soluciones, llamadas disolución A y disolución B (véase abajo). Así no hay confusión con los nombres de los compuestos químicos utilizados. Los estudiantes tienen tres pequeños vasos de precipitados medio llenos con la solución A, la solución B y agua (W); y las probetas marcadas con sus correspondientes etiquetas para evitar contaminación.
Material
Para dos clases de 35 alumnos, se necesitarán 4 l de cada disolución.
Para preparar 4 l de la disolución A, mezclar los siguientes compuestos químicos y añadir agua hasta que el volumen total sea de 4l:
- 0.2 g de almidón
- 30ml de ácido etanoico (acido acético glaciar)
- 4.1 g de etanoato sódico (acetato)
- 50 g de potasio de yodo
- 9.4 g de tiosulfato sódico
Para preparar 4 l de la solución B, tomar 200ml (30%, también representado como 100 Vol) de peróxido de hidrógeno y añadir agua hasta que el volumen total sea de 4 l.
Modo
Asegurarse de que cada pareja de alumnos tenga el material adecuado y sepa utilizar un cronómetro, después muéstreles la reacción sin diluir. Mezcle 15 ml de la solución A y solución B. La mezcla se pondrá negra después de un par de segundos.
Comente el efecto que pueda causar el hecho de agregar agua a la mezcla. Utilice los términos `menos concentrado’ y `más diluído’ en la explicación, para dar a los alumnos una idea de lo que está sucediendo. Dé todas las instrucciones verbalmente para maximizar el tiempo que dura el experimento.
Proponga a los niños un reto, en el que deben conseguir que la mezcla se vuelva de color negro en un tiempo determinado – un tiempo fijo entre los 30 y 60 segundos. Dé a cada pareja un período de tiempo diferente para alcanzar su objetivo.
Aunque el experimento no sea una prueba muy justa, ya que el volumen y la concentración de la mezcla varían, entusiasma a los alumnos, se entrenan a medir con exactitud, y les enseña a investigar y a trabajar en equipo. Si acaso, se podría ofrecer una recompensa a la mejor pareja.
Se puede hacer más complicado para los estudiantes de las escuelas de secundaria, por ejemplo insistiendo en que la solución B deba estar diluida de tal forma que el volumen utilizado de B sea siempre el mismo, lo cual lo hace científicamente mas apropiado.
Después del experimento, vierta cuidadosamente la solución de yodo que se haya formado por el lavabo y lávela. Limpie y reutilice los vasos de precipitados. Si no tiene lavabo, utilice un cubo (que contenga cristales de tiosulfato de sodio para que reaccione con el yodo) y vierta los residuos por el váter.
Dilución ácida
Los alumnos gozan investigando la reacción que se produce al diluir un ácido con magnesio, especialmente porque recogen el hidrógeno que más tarde quemarán, resultando en una ruidosa explosión.
Material
- Corte una cinta de magnesio en tiras de 2 centímetros. Cada estudiante necesitará 5 pedazos.
- Aproximadamente 2 l de cada una de las cuatro concentraciones de ácido clorhídrico (HCl), véase abajo.
Tabla 1: Concentraciones de ácido clorhídrico
| Concentración aproximada (molar, M) |
Volumen 11 M de ácido clorhídrico (ml) |
Volumen de agua (l) |
| 2.0 |
364 |
2 |
| 1.5 |
273 |
2 |
| 0.1 |
182 |
2 |
| 0.5 |
91 |
2 |
Modo
Los alumnos deben:
- Medir 10 ml de una de las soluciones ácidas y ponerla en un tubo hirviendo.
- Agregar un pedazo de magnesio, poner en marcha el cronómetro y pararlo cuando se acabe el burbujeo.
- Tabular los resultados y convertir los tiempos en segundos.
- Al final de la sesión, utilizar el quinto pedazo de magnesio y atrapar el hidrógeno liberado en forma de gas en un segundo tubo hirviendo, después utilizar una vara de madera para quemar el gas con toda seguridad.
- Comparar los resultados de su experimento con la explosión de los globos de hidrógeno realizada en el pasillo de la escuela.
Cuando se realiza un experimento, un científico experto demuestra a los alumnos cómo quemar el gas y les vigila con atención mientras que ellos mismos lo hacen.
