Experimento: prueba el efecto de la temperatura en el tiempo de reacción.

May 18, 2023

Figura 1.En este experimento, investigamos cómo hacer que las tabletas de Alka-Seltzer sumergidas en agua burbujeen más rápido y con más furia.

asadykov/iStock/Getty Images Plus

Por amigos de la ciencia

12 de julio de 2023 a las 6:30 am

Objetivo: Para medir el efecto de la temperatura sobre la velocidad de una reacción química

Áreas de la ciencia: Química, ciencia con tu smartphone

Dificultad: Intermedio fácil

Tiempo requerido: 2 a 5 días

Requisitos previos: Ninguno

Disponibilidad de materiales: Fácilmente disponibles

Costo: Muy bajo (menos de $20)

Seguridad: Es posible que sea necesaria la supervisión de un adulto cuando se trabaja con soluciones de agua caliente.

Créditos : Andrew Olson, PhD, Compañeros de ciencia; editado por Svenja Lohner, PhD, Science Buddies

Es posible que haya visto un comercial de televisión de las tabletas Alka-Seltzer o haya escuchado uno de sus eslóganes publicitarios: “Plop, plop, fizz, fizz, ¡oh, qué alivio es!” Cuando dejas caer las tabletas en agua, se forman muchas burbujas, como un refresco muy gaseoso, como se muestra en la imagen principal de arriba (Figura 1). Y como un refresco, las burbujas son gas dióxido de carbono (CO2). Sin embargo, con Alka-Seltzer, el CO2 se produce mediante unquímicoreacciónque ocurre cuando las tabletas se disuelven en agua.

Alka Seltzer es un medicamento que actúa como analgésico y antiácido (los antiácidos ayudan a neutralizar la acidez del estómago, como la acidez de estómago). El analgésico utilizado es aspirina y el antiácido utilizado esbicarbonato (bicarbonato de sodio, NaHCO3). Para tomar los comprimidos es necesario disolverlos completamente en un vaso de agua. Cuando el bicarbonato de sodio se disuelve en agua, se disocia (se divide) en iones de sodio (Na+) y bicarbonato (HCO3). (Un ion es unmolécula que tiene una carga, ya sea positiva o negativa.) El bicarbonato reacciona con iones de hidrógeno (H+) del ácido cítrico (otro ingrediente de las tabletas) para formar dióxido de carbono gaseoso y agua. En otras palabras, el gas dióxido de carbono es unproducto de esta reacción. La reacción se describe mediante la Ecuación 1 a continuación:

Ecuación 1.3HCO3− + 3H+ → 3H2O + 3CO2

Entonces, cómo estemperaturarelacionado con estoreacción de bicarbonato ? Para que se produzca la reacción que se muestra arriba, los iones de bicarbonato deben entrar en contacto con los iones de hidrógeno. Las moléculas en una solución están en constante movimiento y chocan constantemente entre sí. Los iones de hidrógeno y bicarbonato deben chocar en el ángulo correcto y con suficiente energía para que se produzca la reacción. La temperatura de una solución es una medida del movimiento promedio (energía cinética) de las moléculas en la solución. Cuanto mayor es la temperatura, más rápido se mueven las moléculas. ¿Qué efecto crees que tendrá la temperatura sobre la velocidad, otasa, de la reacción del bicarbonato?

En este proyecto de ciencias químicas, lo descubrirá usted mismo sumergiendo tabletas de Alka-Seltzer en agua a diferentes temperaturas y midiendo cuánto tiempo tarda la reacción química en completarse. Además, puede grabar el sonido del chisporroteo de Alka-Seltzer utilizando un teléfono inteligente equipado con una aplicación de sensor. ¿Crees que burbujeará más fuerte en agua fría o caliente?

Nota : En este proyecto científico, investigarás cómo la temperatura del agua afecta el tiempo de disolución de una tableta de Alka-Seltzer. Utilizará un teléfono inteligente equipado con una aplicación de sensor para registrar el sonido burbujeante de la reacción de Alka-Seltzer en agua y medir el tiempo que tarda una tableta de Alka-Seltzer en reaccionar completamente en agua. La aplicación crea un gráfico que no solo le brindará información sobre el tiempo de reacción, sino que también le permitirá evaluar qué tan fuerte fue cada reacción en función de las intensidades de sonido medidas. Si no tiene un teléfono, puede observar la reacción y usar un cronómetro para medir cuánto tiempo tarda cada tableta en disolverse.

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amplitud : Medida de la altura de una onda recurrente en alguna señal, agua o haz de radiación. En el sonido, la amplitud de la onda se corresponde con la intensidad: volumen o suavidad.

ángulo: El espacio (normalmente medido en grados) entre dos líneas o superficies que se cruzan en el punto donde se encuentran o cerca de él.

neutralizador de acidez: Medicamento utilizado para neutralizar el ácido del estómago.

aplicación: Abreviatura de aplicación o programa informático diseñado para una tarea específica.

aspirina : Un medicamento común de venta libre, también conocido como ácido acetilsalicílico. Durante más de un siglo, se ha utilizado ampliamente para tratar dolores de cabeza, dolores articulares, dolores musculares, dolores de muelas y más. También reduce la fiebre y la inflamación. Los antiguos textos en papiro indican que hace ya 5.000 años, los sumerios y los egipcios utilizaban la corteza de sauce (la fuente del ingrediente activo de la aspirina) para tratar dolores y molestias.

audio: Relativo al sonido.

promedio: (en ciencia) Término para la media aritmética, que es la suma de un grupo de números que luego se divide por el tamaño del grupo.

carbón : Elemento químico que es la base física de toda la vida en la Tierra. El carbono existe libremente como grafito y diamante. Es una parte importante del carbón, la piedra caliza y el petróleo, y es capaz de autounirse químicamente para formar una enorme cantidad de moléculas de importancia química, biológica y comercial.

dióxido de carbono : (o CO2) Un gas incoloro e inodoro producido por todos los animales cuando el oxígeno que inhalan reacciona con los alimentos ricos en carbono que han comido. El dióxido de carbono también se libera cuando se quema materia orgánica (incluidos combustibles fósiles como el petróleo o el gas). El dióxido de carbono actúa como gas de efecto invernadero y atrapa el calor en la atmósfera terrestre. Las plantas convierten el dióxido de carbono en oxígeno durante la fotosíntesis, el proceso que utilizan para producir su propio alimento.

constante: Continuo o ininterrumpido.

datos : Hechos y/o estadísticas recopilados juntos para su análisis pero no necesariamente organizados de una manera que les dé significado. En el caso de la información digital (el tipo almacenado por las computadoras), esos datos suelen ser números almacenados en un código binario, representados como cadenas de ceros y unos.

decibel : Escala de medición que se utiliza para medir la intensidad de los sonidos que puede captar el oído humano. Comienza en cero decibelios (dB), un sonido difícilmente audible para personas con buen oído. Un sonido 10 veces más fuerte tendría 10 dB. Como la escala es logarítmica, un sonido 100 veces más fuerte que 0 dB sería 20 dB; uno que sea 1000 veces más fuerte que 0 dB se describiría como 30 dB.

grado : (en geometría) Unidad de medida de ángulos. Cada grado equivale a un trescientos sesentavo de la circunferencia de un círculo.

disolver : Convertir un sólido en líquido y dispersarlo en ese líquido inicial. (Por ejemplo, los cristales de azúcar o sal, que son sólidos, se disolverán en agua. Ahora los cristales han desaparecido y la solución es una mezcla completamente dispersa de la forma líquida del azúcar o la sal en agua).

ecuación : En matemáticas, la afirmación de que dos cantidades son iguales. En geometría, las ecuaciones se utilizan a menudo para determinar la forma de una curva o superficie.

error: (En estadística) La parte no determinista (aleatoria) de la relación entre dos o más variables.

Barra de error : Línea (puede ser vertical u horizontal) trazada a través de un punto o una barra en un gráfico. La distancia de un extremo de la línea al otro representa qué tan precisa es una medición, o qué tan lejos podría caer el valor real de algo del punto de datos informado en el experimento.

factor : Algo que juega un papel en una condición o evento particular; un colaborador.

función : El papel específico que desempeña alguna estructura o dispositivo. (en matemáticas) Una relación entre dos o más variables en la que una variable (la dependiente) está determinada exactamente por el valor de las otras variables.

vaso : Sustancia dura y quebradiza hecha de sílice, un mineral que se encuentra en la arena. El vidrio suele ser transparente y bastante inerte (químicamente no reactivo). Los organismos acuáticos llamados diatomeas construyen sus caparazones a partir de él.

hidrógeno : El elemento más ligero del universo. Como gas, es incoloro, inodoro y muy inflamable. Es una parte integral de muchos combustibles, grasas y sustancias químicas que forman los tejidos vivos. Está formado por un solo protón (que le sirve de núcleo) orbitado por un solo electrón.

ion : (adj. ionizado) Átomo o molécula con carga eléctrica debido a la pérdida o ganancia de uno o más electrones. Un gas ionizado, o plasma, es aquel donde todos los electrones se han separado de sus átomos originales.

energía cinética : La energía retenida por un objeto debido a que está en movimiento. La cantidad de esta energía contenida dependerá tanto de la masa (normalmente peso) del objeto como de su velocidad.

líquido: Material que fluye libremente pero mantiene un volumen constante, como el agua o el aceite.

molécula : Grupo de átomos eléctricamente neutro que representa la menor cantidad posible de un compuesto químico. Las moléculas pueden estar formadas por tipos únicos de átomos o por tipos diferentes. Por ejemplo, el oxígeno del aire está formado por dos átomos de oxígeno (O2), pero el agua está formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno (H2O).

partícula: Una cantidad diminuta de algo.

el plastico : Cualquiera de una serie de materiales que son fácilmente deformables; o materiales sintéticos que se han fabricado a partir de polímeros (largas cadenas de alguna molécula básica) que tienden a ser livianos, económicos y resistentes a la degradación. (adj.) Un material que es capaz de adaptarse cambiando de forma o posiblemente incluso cambiando su función.

punto : (en matemáticas) Un punto preciso en el espacio que es tan pequeño que no tiene tamaño. Simplemente tiene una dirección.

rango : La extensión o distribución total de algo. Por ejemplo, el área de distribución de una planta o un animal es el área en la que existe naturalmente. (en matemáticas o para mediciones) La medida en que los valores pueden variar (como las temperaturas más altas a más bajas). También, la distancia dentro de la cual se puede alcanzar o percibir algo.

ángulo recto: Un ángulo de 90 grados, equivalente a cualquier esquina interior de un cuadrado.

sensor : Dispositivo que recoge información sobre condiciones físicas o químicas (como temperatura, presión barométrica, salinidad, humedad, pH, intensidad de luz o radiación) y almacena o transmite esa información. Los científicos e ingenieros a menudo dependen de sensores para informarles sobre las condiciones que pueden cambiar con el tiempo o que existen lejos de donde un investigador puede medirlas directamente.

teléfono inteligente: Un teléfono celular (o móvil) que puede realizar una serie de funciones, incluida la búsqueda de información en Internet.

sodio : Un elemento metálico suave y plateado que interactuará explosivamente cuando se agregue al agua. También es un componente básico de la sal de mesa (cuya molécula consta de un átomo de sodio y un átomo de cloro: NaCl). También se encuentra en la sal marina.

bicarbonato de sodio : También conocido como bicarbonato de sodio, este polvo químico blanco se produce de forma natural. Su fórmula es NaHCO 3 . También se ha utilizado como producto natural para extinguir pequeños incendios eléctricos y de grasas. Cuando se ingiere, puede ayudar a calmar los estómagos ácidos. De hecho, es el ingrediente principal de muchos antiácidos que se venden en las tiendas de comestibles.

sólido : De forma firme y estable; ni líquido ni gaseoso.

solución: Líquido en el que una sustancia química se ha disuelto en otra.

Desviación Estándar: (en estadística) La cantidad que cada conjunto de datos varía de la media.

herramienta: Objeto que una persona u otro animal fabrica u obtiene y luego utiliza para llevar a cabo algún propósito como alcanzar comida, defenderse o acicalarse.

vertical : Término para la dirección de una línea o plano que corre hacia arriba y hacia abajo, como lo hace el poste vertical de una farola. Es lo opuesto a la horizontal, que iría paralela al suelo.

Sitio web:​ Bayer HealthCare, LLC. (2005.). Experimento 1: Los efectos de la temperatura sobre la velocidad. Consultado el 3 de julio de 2013.

Libro: Swanson, GC (sin fecha). Experimentos de química para el hogar: tasa de burbuja. Departamento de Ciencias, Daytona Beach Community College.

Sitio web: Marrón, WP (2007). Notas de GCSE sobre las tasas de reacciones químicas. Consultado el 24 de febrero de 2010.

Sitio web: Clark, J. (2002). Comprensión de la química: menú de velocidades de reacción. Consultado el 11 de mayo de 2007.

Sitio web: Helmenstine, AM (2007). Comprensión de las reacciones endotérmicas y exotérmicas. Consultado el 14 de julio de 2020.

Sitio web: Chem4Kids.com de Rader. (Dakota del Norte). Reacciones químicas. Consultado el 14 de julio de 2020.

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