miércoles, 1 de agosto de 2012

Cuidado, un cable de electricidad que no es cable.

Los experimentos científicos nos ayudan a saber un poco más sobre lo que podemos hacer y no hacer. En este caso los maestros pueden enseñarle a sus alumnos el cómo y el por qué los líquidos son conductores de electricidad. 

En este experimento demostraremos como el agua, por ejemplo, hace circular la electricidad, introduciendo, además, el concepto de electrólisis y comprobando mediante el uso de un indicador que durante la electrólisis se producen reacciones químicas.

Para que no sea peligroso trabajaremos con un dispositivo constituido por una pila de 9 volt, un conjunto de cables con un terminal tipo botón para conectar a la pila, una lamparita, pinzas “cocodrilo”, un par de barras de grafito (electrodos) y un vasito de plástico.

Luego de armado el dispositivo, se conecta el terminal a la pila para comprobar si circula la corriente eléctrica. A continuación se agrega agua al vasito hasta alcanzar los electrodos y se observa que la lamparita se enciende, con lo que se verifica la presencia de energía eléctrica. Agregando pequeñas cantidades de sal al agua se logra mayor intensidad en la lampara.


Se comprueba la existencia de reacciones químicas en los electrodos por la observación de la presencia de burbujas de gas y mediante el agregado de algunas gotas de fenolfaleína (indicador).

Este experimento nos permite observar, además de las reacciones químicas, el cuidado que debemos tener al manipular líquidos cerca de artefactos eléctricos, enchufes o cables con electricidad.

Manos a la obra.
Iniciar la actividad preguntando cómo circula la electricidad, induciéndolos a decir que hacen falta cables para conducirla. Preguntar si saben cómo son los cables y de qué materiales están hechos (probablemente digan que están hechos de metal o de cobre). Preguntar si conocen algún otro material que sea capaz de conducir la electricidad. Presentar la actividad diciendo que van a comprobar experimentalmente que el agua también puede ser un “cable”.

Construir el dispositivo experimental: colocar los electrodos de grafito en el vaso plástico, sosteniéndolos con las pinzas cocodrilo en lados opuestos del vaso, verificando que queden bien sujetos y que no se caigan al interior del vaso.

Conectar el terminal tipo botón a la pila y observar si hay evidencia de circulación de electricidad. Si circulara electricidad la lamparita se encendería. Mientras no haya agua en el vaso el circuito eléctrico no se cerrará y por ende no circulará corriente eléctrica.

Agregar agua al vaso hasta cubrir casi totalmente los electrodos, cuidando de no llegar a las pinzas cocodrilo. Comprobar la circulación de energía eléctrica, que se manifiesta por el encendido de la lamparita.

Con salero ir agregando lentamente cloruro de sodio (sal de cocina) y observar el resultado. La luz que emite la lamparita aumenta.

Observar con atención ambos electrodos. Agregar una gota de fenolftaleína cerca de cada uno de ellos y observar el color que toma el líquido. Se desprenden burbujas de gas de uno de los electrodos y cambia el color del indicador en el otro.

Para finalizar la experiencia desconectar el terminal de la pila, retirar los electrodos y dejarlos sobre la servilleta para que se sequen.

Materiales que usaremos
Equipo experimental constituido por una pila de 9 volt; un conjunto de cables con un terminal tipo botón para conectar a la pila, una lamparita y pinzas “cocodrilo” y un par de minas de lápiz de 2 mm de 4 cm de largo (electrodos)

Vaso de plástico para café chico

Fenolftaleína (indicador) en una botella gotero de 60 cc

Agua salada en una botella de plástico de 500 cc

Cloruro de sodio (sal de mesa) en un salero de 250 gr

La solución de fenolftaleína se prepara con 1 gr de indicador en 100 ml de alcohol etílico al 95%. La solución de agua salada se prepara con 10 gr de cloruro de sodio en 1 litro de agua.

Breve Explicación
La corriente eléctrica se debe al movimiento o flujo de electrones en el interior de un material. La electricidad se puede conducir a través de metales y de soluciones llamadas electrolitos.

En la conducción de electricidad a través de metales el flujo de electrones no produce cambios en el metal y tiene lugar cuando a éste se le aplica una diferencia de potencial eléctrico.

En cambio la conducción de electricidad en las soluciones electrolíticas involucran reacciones químicas.

La conducción en los electrolitos se produce mediante el movimiento de iones (átomos o moléculas con carga eléctrica), a través de una solución iónica o electrolítica. Esta solución está formada por un soluto, que debe ser un electrolito, y un solvente, que generalmente es agua. El electrolito es una sustancia que tiene la propiedad de separarse en iones cuando está disuelta en el solvente adecuado. Son ejemplos de electrolitos las soluciones acuosas de ácidos (sulfúrico, clorhídrico, nítrico), de bases (hidróxidos de sodio y potasio) y las sales (cloruro de sodio, sulfato de cobre).

La electrólisis consiste en el proceso de descomposición de una sustancia mediante el uso de electricidad. Si se dispone de una solución que contiene iones libres (electrolito) y se sumergen en ella dos electrodos a los cuales se les aplica una diferencia de potencial, los iones cargados positivamente (cationes) irán hacia el electrodo negativo, mientras que los iones negativos (aniones) irán hacia el electrodo positivo. El electrodo negativo se denomina cátodo y el positivo ánodo.

Además, en algunos casos se podrá observar claramente que tienen lugar reacciones químicas en las proximidades de los electrodos, ya que se desprenden gases, se depositan sustancias sobre los electrodos o se producen cambios de color en la solución.

En Nuestra Casa, cuidado!
Todos sabemos que la energía eléctrica es muy útil en nuestros hogares y está presente prácticamente en todas las circunstancias que facilitan la vida diaria y hacen que sea más confortable (iluminación, calefacción, funcionamiento de electrodomésticos, etc.) Siempre debemos tener presente que también es peligrosa y que debemos conocer muy bien sus propiedades para saber utilizarla con mucha precaución. Como se observa en el experimento, el agua conduce la electricidad. Por eso debemos tener mucho cuidado con los enchufes y los cables porque nuestro cuerpo, que contiene mucha agua, también puede conducir la electricidad.

Fuente: Manual del instructor, manos en la ciencia.

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