Aprender en el aula con hielo seco

El Hielo Seco puede ser el ingrediente perfecto para utilizar en tu aula y crear un entorno divertido y atractivo para que los niños aprendan sobre los niveles de pH, la formación de nubes y mucho más.

Introducción al hielo seco, la sublimación y los cambios de estado de la materia

Hielo Seco vs. Hielo Normal

Materiales necesarios:

• 2 cuencos de plástico
• 2 onzas de Hielo Seco marca Pingüino
• 2 cubitos de hielo
• Báscula de cocina

Instrucciones:

1. Coloca el hielo seco en un cuenco y los cubitos de hielo en otro cuenco
2. Observa cómo se sublima el hielo seco (pasa de sólido a gas) mientras se derrite el cubito de hielo (pasa de sólido a líquido)

Cuando todo el hielo seco se sublime, no quedará nada en el cuenco, pero cuando todos los cubitos de hielo se derritan, habrá agua en el cuenco.

Vapor de hielo seco

Materiales necesarios:

• Dos vasos de precipitados transparentes de 2 litros
• 8 vasos de agua caliente
• 8 tazas de aceite vegetal
• 2 trozos de hielo seco, de unos 4 onzas cada uno

Instrucciones:

1. Llena un vaso de precipitados con agua caliente y el otro con aceite vegetal
2. Coloca un trozo de hielo seco en cada vaso

Observa cómo el hielo seco en el agua crea una gran cantidad de vapor, mientras que el hielo seco en el aceite no crea ninguno. Esto se debe a que cuando se añade hielo seco al agua, se combina con ella para crear niebla (dióxido de carbono y vapor de agua). El hielo seco en aceite simplemente se sublima en la atmósfera.

Nube en una bolsa

Materiales necesarios:

• Una jarra de un galón a través de la que puedas ver
• 3 cuartos de galón de agua caliente
• ½ libra de hielo seco
• Una bolsa resellable del tamaño de un galón

Instrucciones para crear una "nube" de hielo seco:

1. Llena la jarra hasta las tres cuartas partes con agua caliente
2. Coloca un trozo de hielo seco en el agua
3. Observa cómo se forma una nube en la jarra

Poner la nube en una bolsa

1. Abre una bolsa de plástico y vierte con cuidado la nube de hielo seco en su interior
2. Ciérrala rápidamente para mantener la nube dentro de la bolsa

Tu nube en una bolsa durará unos instantes antes de que el agua se evapore y la nube se disperse.

Volcán de burbujas

Materiales necesarios:

• Un matraz Erlenmeyer transparente de 5 litros
• 3 litros de agua caliente
• ½ libra de hielo seco
• 1 cucharadita de jabón líquido para platos
• Colorante alimentario (opcional)
• Cuenco para recoger el desbordamiento
• Toallas

Instrucciones:

1. Llena el matraz Erlenmeyer con agua caliente hasta la mitad aproximadamente
2. Coloca un trozo de hielo seco en el agua
3. Echa dos gotas de colorante alimentario en el agua para que la "lava" tenga color
4. Vierte una pequeña cantidad de jabón líquido para vajillas en el recipiente
5. Observa cómo la solución estalla en burbujas

La "lava" creada por la mezcla de agua, hielo seco y jabón de cocina está hecha de gas carbónico.

Densidad y solubilidad

Lámpara de lava

Materiales necesarios:

• Un vaso de precipitados transparente de 2 litros
• 4 vasos de agua
• 4 gotas de colorante alimentario
• 4 tazas de aceite vegetal
• Una astilla muy pequeña de hielo seco.

Instrucciones:

1. Llena el vaso hasta la mitad con agua caliente
2. Mezcla unas gotas de colorante alimentario en el agua
3. Añade 2 tazas de aceite vegetal al vaso de precipitados
4. Deja caer hielo seco en el vaso y observa cómo las burbujas flotan a través de la capa de aceite y estallan en la superficie

Cuando añadiste el aceite al vaso, ¿te diste cuenta de que el aceite y el agua no se mezclan y de que el aceite flota en la superficie? Las burbujas que se formaron después de añadir el hielo seco al vaso de precipitados están formadas por vapor de agua y dióxido de carbono.

Cómo el hielo seco acidifica el agua

Experimento del pH de la lombarda con hielo seco

Ten en cuenta que el ácido carbónico no es peligroso si se manipula adecuadamente. En este experimento estamos haciendo esencialmente agua de Seltz (agua carbonatada). Los ácidos débiles como el ácido carbónico, el ácido cítrico, el ácido ascórbico y el ácido acético se encuentran en muchos alimentos que comemos y bebemos habitualmente y no son perjudiciales si se manipulan adecuadamente.

Material necesario:

• Cuatro matraces Erlenmeyer de 1.000 ml
• 6 tazas de agua filtrada
• 2 cucharadas de bicarbonato sódico
• ¼ lb. de hielo seco
• 2 tazas de vinagre
• 2 tazas de zumo de lombarda (lombarda hervida y colada)

Instrucciones:

1. Llena tres frascos con agua hasta la mitad
2. Añade 2 cucharadas de bicarbonato sódico a un matraz y un trozo de hielo seco a otro matraz (deja un matraz sólo con agua como control)
3. Añade 2 tazas de vinagre al cuarto matraz
4. Ordena los matraces de básico a más ácido: solución de bicarbonato, agua sola, hielo seco, vinagre
5. Vierte ½ taza de zumo de lombarda en cada matraz
6. La solución de bicarbonato será azul, el matraz neutro será morado, el matraz de hielo seco y agua será rosa violáceo y el matraz de vinagre será rosa brillante

La lombarda contiene un compuesto llamado antocianina que adquiere distintos colores según el entorno. Es un gran indicador del pH. El hielo seco carbonata el agua, creando ácido carbónico. Éste tiene un pH entre el agua neutra y el vinagre, lo que puede verse por su color.

La relación entre temperatura y presión

Invertir un globo en una botella

Material necesario:

• Un matraz Erlenmeyer de 1.000 mL
• 1.000 mL de agua caliente
• Un globo de fiesta
• Un bol vacío
• Un cuenco lleno de agua y hielo seco

Instrucciones:

1. Llena el matraz con agua templada
2. Vierte el agua caliente en un cuenco vacío y estira rápidamente un globo sobre la boca del matraz
3. Coloca el matraz en el cuenco con hielo seco para enfriarlo
4. Observa cómo el globo es absorbido lentamente por la botella y se expande en su interior

A medida que disminuye la temperatura dentro de la botella, también lo hace la presión. Esto crea un vacío, haciendo que el globo se invierta y se expanda dentro de la botella.

Colapsar una botella de plástico

Material necesario:

• Botella de plástico de 2 litros con tapa
• 2 litros de agua caliente
• Un cuenco vacío
• Un cuenco con hielo seco

Instrucciones:

1. Llena la botella de plástico con agua caliente
2. Vierte el agua caliente en el cuenco vacío y enrosca rápidamente el tapón
3. Coloca la botella en el cuenco con hielo seco para enfriarla
4. Observa cómo la botella se hunde y se pliega sobre sí misma

A medida que baja la temperatura dentro de la botella, también lo hace la presión. Esto crea un vacío, aplastando la botella desde fuera hacia dentro.