El color del pH

Tots els experiments que us presentarem volen servir per fer una introducció als conceptes: àcids i bases, indicadors i l’escala del pH.

  • Clavells que canvien de color

Tot buscant vam veure aquest experiment fet per una alumna en el seu treball de recerca: http://www.xtec.cat/iesemperadorcarles/miriam/flors.htm

Material:
– Clavells blancs
– Gerro amb aigua
– Fenolftaleïna
– Polvoritzador amb carbonat sòdic, CaCO3 (base)
– Polvoritzador amb vinagre, que conté àcid acètic (àcid)

Funcionament:
Primer mullem un clavell blanc amb fenolftaleïna. Després el ruixem amb l’ajut d’un polvoritzador amb una substància bàsica (CaCO3). El clavell agafarà color rosat. Després tornem a ruixar el clavell ara amb un àcid que hem preparat en un segon polvoritzador.

Resultats:
Canvis de color en els clavells de blanc a rosa i de rosa a blanc.

  • Indicador natural

La col llombarda sabem que és un bon indicador de pH.

Material:
– Col llombarda

Funcionament:
Es prepara l’indicador coent vàries fulles de col llombarda durant 10 min en aigua destil•lada, quedarà de color blau i la deixarem refredar.
Posarem 5 vasos. En el primer no hi afegim res. En el segon s’hi afegeixen unes gotes de vinagre (vinagre o llimona). En el tercer unes gotes d’amoníac o sosa (1M). En el quart unes gotes de sulfúric (2,5 M) o aigua forta comercial (clorhídric). En el cinquè unes gotes de lleixiu.
S’omplen els vasos amb aigua fins a la meitat i s’afegeix una mica de l’indicador a cadascun.

Resultats:
2015-04-21_15352015-04-21_1536https://sites.google.com/site/experimentossencillos/materia/indicador-de-ph-casero

  • Fem tires de paper indicador

Material:
– tisores o cúter
– paper de filtre
– suc de col llombarda
– fogonet i olla

Funcionament:
La sopa obtinguda en bullir la col llombarda és un cultiu perfecte per microorganismes, per això si deixem el líquid uns dies a temperatura ambient començarà a fermentar y perdrem el colorant. Si volem conservar-lo més temps o bé el guardem a la nevera o al congelador .
Nosaltres vam concentrar més la solució bullint-la, en una olla, durant uns minuts, després vam impregnar amb aquest líquid paper de filtre, el vam deixar assecar i el vam tallar en tires.
Quan volem saber el pH d’una dissolució, només hem de mullar una d’aquestes tires i observar el color resultant
Resultats:

2015-04-21_1539

  • El Co2 és un àcid o una base?

Material:
– 2 erlenmeiers
– 2 palletes
– Fenolftaleïna
– Amoníac 1M
– Suc de col llombarda

Funcionament:
Es pot comprovar l’acidesa de l’aire que expulsem utilitzant fenolftaleïna o col llombarda, ja que el CO2 que expirem es dissol parcialment en aigua i és capaç d’acidificar una solució lleugerament bàsica. Al afegir en un vas amb aigua i col llombarda unes gotes d’amoníac 1M, la dissolució adquireix un color verdós. Bufem amb la palleta a l’interior de la dissolució, canviarà el color a blau.
Si fem el mateix procés amb la fenolftaleïna, primer tindrem un colo magenta i després el color desapareixerà.
Atenció: no xucleu!!!!

Resultats:
2015-04-21_1542                   http://publicacions.iec.cat/repository/pdf/00000173%5C00000072.pdf

La ciència a través de la història

  • Obtenció d’olis essencials per maceració

Al principi de l’edat mitjana, la higiene no era tan descuidada com es creia ja que encara s’utilitzaven els banys àrabs. A mida que l’Edat Mitjana avança aquests costums es van oblidant. L’ús dels perfums i el seu coneixement, van desaparèixer d’Europa quan l’Imperi romà i el cristianisme (que va prohibir l’ús de perfums per la seva funció sensual) es van expandir. L’arribada de les croades a Terra Santa, va tornar a descobrir als europeus el plaer de fer servis matèries aromàtiques. De mica en mica els perfums de forta olor substituiran la higiene més mínima corporal. Aquesta higiene es va perdre a causa de l’austeritat, guerres i epidèmies. Aquests perfums, per tant, eren una mostra de classe i poder per part de qui els portava ja que eren molts cars.
El perfum de base alcohòlica i olis essencials, tal com se’l coneix avui en dia, va sorgir a finals del segle XIV. Va ser famosa l’Aigua de la Reina d’Hongria. Aquest perfum, que es va comercialitzar durant segles, era una barreja de tarongina, rosa, menta, melissa, llimona i romaní.

Objectiu:
Aconseguir oli essencial d’ herbes aromàtiques mitjançant la maceració.

Material:
• 4 flascons de vidre topazi (100 cm3)
• Morter i mà de morter
• Cassoleta
• tisores
• embut
• etanol del 96%
• Maria Lluïsa, espígol, romaní, lavanda…

Procedimanet experimental:
1. Comprovem que el flascó de vidre de topazi està net i sec.
2. Triem les herbes aromàtiques procurant que càpiguen dins del flascó. Si no és així, les tallem amb les tisores. Intentem combinar les herbes aromàtiques de manera que es complementin.
3. Omplim el flascó amb etanol del 96% de manera que les herbes quedin cobertes. Seguidament, tapem i etiquetem la preparació.
4. Deixem macerar la preparació durant un màxim de 30 dies i, un cop passat aquest temps, filtrarem la mescla i observarem els resultats.

2015-04-21_1238

  • Reacció de la pluja àcida a les roques carbonades

Durant el Mesozoic degut a l’erupció dels volcans s’alliberaven a l’atmosfera entre altres, aquests gasos: òxid nitrós (NO2), òxid nítric (NO3) o diòxid de sofre (SO2) que en combinar-se amb l’aigua generen àcid nitrós (HNO2), àcid nítric (HNO3), i àcid sulfúric (H2SO4). Tots components de la pluja àcida.
Un dels efectes de la contaminació atmosfèrica és la pluja àcida, que es forma a partir de la combinació dels òxids de nitrogen i de sofre presents a l’aire amb el vapor d’aigua per donar com a resultat els àcids nítric i sulfúric respectivament.
El pH és un paràmetre que s’utilitza per determinar l’acidesa d’un líquid. Valors de pH inferiors a 7 indiquen que és àcid i superiors a 7, que és bàsic (escala de pH entre 0 i 14). Un valor de pH de 7 es considera neutre. Els valors normals de pH de la pluja són lleugerament àcids per la presència d’àcid carbònic, i per tant es considera pluja àcida a partir de valors inferiors a 5,6.
L’anàlisi de la pluja àcida pot donar valors de pH fins a 3.
La pluja àcida pot tenir efectes molt perjudicials en plantes, animals, ecosistemes i subsòl, però també en el patrimoni arquitectònic.
En aquest experiment descobrireu que algunes substàncies presents a l’aire poden ser corrosives amb els materials de construcció.

Objectiu:
Visualitzar els efectes de substàncies amb un pH àcid sobre les roques carbonades.

Material:
• 4 guixos
• 4 gots
• Suc de llimona
• Aigua
• Vinagre
• Lleixiu
• Tires de pH

Procediment:
1. Emplenar un got amb suc de llimona un altre amb aigua, un altre amb lleixiu i l’últim amb vinagre.
2. Utilitzar les tires de pH per determinar el grau d’acidesa de les 4 substàncies escollides.
3. Introduir un guix dins de cada got i deixar-li una estona.
4. Observar els resultats i relacionar-ho amb la pluja àcida.

2015-04-21_1304

  • Volcà en erupció

Objectiu:
Simular les erupcions volcàniques freqüents durant el Mesozoic i que provocaven l’alliberació a l’atmosfera de compostos àcids.

Material:
• 2 cullerades de bicarbonat
• Una quarta part d’un got, plena de vinagre
• Aigua
• Maqueta d’un volcà, preferiblement feta amb plastilina, terra, o sorra.
• Sabó de plats
• Colorant alimentari vermell
• Una ampolla de plàstic petita (ha d’estar a l’interior del volcà)

Procediment:
1. Emplena la ampolla del volcà amb aigua, fins a arribar a la meitat.
2. Afegeix 2 cullerades de bicarbonat, i colorant en cas que es vulgui crear una reacció més impressionant.
3. Per a iniciar la reacció, tira una quarta part del got de vinagre.
4. Allunya’t i observa els resultats de la prova.
5. Repeteix l’experiment amb diferents quantitats de vinagre i de bicarbonat, per a observar els diferents resultats possibles.
Reacció que té lloc:

2015-04-21_13272015-04-21_1328

  • Construcció d’un espectroscopi

La major part de la informació que rebem de l’univers prové de la llum que ens envien els objectes celestes. La llum visible es pot descompondre en diversos colors mitjançant un prisma o una xarxa de difracció. Aquesta descomposició en les diverses longituds d’ona es denomina espectre.
L’espectroscòpia és una tècnica que, a partir de l’espectre de la llum, permet determinar
la composició, la temperatura, el moviment i la densitat d’aquests objectes a distància, sense que faci falta estar-hi en contacte directe. Això passa perquè aquestes propietats deixen una empremta particular en les línies que apareixen sobre els colors de l’espectre.

Un espectroscopi és un dispositiu que permet obtenir l’espectre d’una font lluminosa (el Sol, una estrella, un focus de llum…).
Té una escletxa per on la llum passa i arriba a una xarxa de difracció –superfície transparent o reflectora que està solcada per centenars de línies per mil•límetre i que dispersa la llum en diverses longituds d’ona que nosaltres veurem en forma de colors diferents. Finalment, una lent concentra els rajos de llum sobre una pantalla.

Construcció:

Seguir les instruccions del pdf:construccio espectroscopi i plantilla2015-04-21_1456

G-làser

Institut Gelida
Segon d’ESO “A”G-laser

La història del Làser s’inicia amb un descobriment de l’Albert Einstein mentre estava estudiant l’emissió dels electrons a l´interior de l’àtom. R Ladenberg va comprovar experimentalment el que havia previst Einstein i cap a l’any 1964, en un gran moment de producció científica, Townes, Basov i Prokhorov van rebre el premi Nobel per el primer prototipus de Làser i posteriorment es van començar a patentar (Làser de rubi).
Així, doncs, la curiositat sobre aquest tipus de tecnologia desperta l’interès dels joves i així un grup de treball va decidir presentar aquest projecte per ser força innovador construint un prototipus de Làser cremador amb un disseny que inclou materials diversos; placa protoboard, interruptor, cable, resistència, condensador electrolític i un díode làser. EL procés de construcció es va iniciar cap al mes de febrer decidint el circuit més adient i provant materials de circuit i fent les modificacions necessàries Una de les seves avantatges és que només utilitza electricitat. Té un temps de vida mitjana bastant curt. D’altres aplicacions que podem comentar tenim: el tractament en la cirurgia i estètica, tractament de patologies diverses

MATERIALS

  • Ulleres de protecció
  • Regulador de tensió LM317
  • Resistència variable de 100 ohms
  • Resistència fixa de 5 ohms
  • Condensador electrolític de 47 microfarads, 16 volts
  • Díode 1N4004
  • Placa Protoboard (opcional)
  • Interruptor ON/OFF
  • Cables de coure
  • Font d’alimentació

SEGURETAT
Artefacte perillós per els ulls. Es recomana allunyar-ho de la pell i dels ulls ja que el làser pot arribar a cremar a causa del díode làser. Per prevenir cremades als ulls seria convenient usar ulleres de protecció i a poder ser amb vidres foscos.

PROCÉS DE CONSTRUCCIÓ
PREVENCIÓ DE DURADA ENTRE 1 I 2 SETMANES
El primer pas a seguir és aconseguir el material anteriorment anomenat.
El següent pas és agafar la protoboard i col•locar-li en un extrem l’interruptor on/off.
Tot seguit col·locar regulador de la corrent i ajuntar-lo amb un cable al interruptor.
Unir el regulador amb un cable a la resistència variable de 100 ohms.
Col·locar la resistència fixa de 5 ohms.
Després col·locar condensador electrolític de 47 microfarads, 16 volts
L’últim punt serà col·locar la lent al díode làser i col·locar-li en les puntes dos empalmes per allargar les potes.

Petites investigacions

Nosaltres som un grup de nois i noies que fem una assignatura optativa a 3r d’ESO anomenada Petites Investigacions, tot i que potser hagués estat millor anomenar-la Petites Experiències… perquè de fet, investigar, el que es diu investigar, no investiguem gaire. Ara bé, el que realment fem al llarg del curs és experimentar moltíssim, i això és el que volem mostrar-vos el dia de la fira Ciència entre tots.
El nostre requisit sempre ha estat experimentar amb material i substàncies que tinguem a casa, és a dir, al nostre abast, com ara gots, plats, aigua, ampolles de plàstic, plastilina, clips, colador, canyetes, embuts… però també colorants alimentaris, pebre, detergent, oli, sal, pastilles efervescents, salfumant i amoníac.
Les nostres experiències giren al voltant de tres conceptes: tensió superficial, pressió atmosfèrica i densitat. Sovint, són experiències molt simples però alhora no ens deixen de sorprendre mai i, el que és més important, ens fan pensar.
Tot seguit fem un llistat de les petites experiències que us presentarem:

2015-04-21_1026

Un embut obedient
Inflem un globus xuclant
La font calorífica
Espelma tancada
El fantasma del laboratori
El dit màgic
El colador màgic
El tap de l’aigua
Làmpada de lava
Aigua repel•lent
La llauna que s’aixafa

 

 

Ei, ens oblidàvem de dir-vos que tota la feina que hem estat fent durant el curs, l’hem anat penjant en un bloc, que podeu consultar clicant aquí. En el nostre bloc hi trobareu moltes imatges i vídeos de les nostres experiències.

El globus Faquir fira

Institut Narcís Xifra
Primer de batxillerat

ObjectiusGlobus_faquir1
Determinar què provoca l’explosió d’un globus.
Estudiar com afecta la superfície de contacte en l’explosió d’un
globus

Què necessites?

  • Globus
  • Xinxetes
  • Una superfície llisa i rígida (premsa)a una cita del documento

Desenvolupament
Com afecta la superfície en la pressió exercida a un globus?

  1. Infleu dos globus aproximadament a la meitat de la seva capacitat. Intenteu rebentar-los. Un feu-lo directament amb el peu i l’altre amb l’ajuda de la premsa.
    i. Quin costa més de rebentar?
    ii. En trepitjar el globus, heu posat la força del vostre propi cos damunt del globus. En el primer cas la superfície en contacte ha estat el vostre peu. En el segon cas la superfície és la de la fusta de la premsa. En quin cas heu exercit més pressió? Perquè?
  2. Infleu dos globus aproximadament a la meitat de la seva capacitat. Intenteu rebentar-los fent ús de les xinxetes.
    i. Poseu el cartró amb el llit de xinxetes i pressioneu el globus alFaquir_fira2
    damunt.
    ii. Poseu el cartró amb una xinxeta a la premsa i pressioneu el globus al damunt.
    iii. Quin costa més de rebentar?

Rumia …
Intenta deduir la relació que hi ha entre la pressió, la força i la superfície.
Proposa una estratègia per aconseguir que no rebenti tan fàcilment.

Investiguem tintes

Institut Narcís Xifra
Primer de batxillerat

ObjectiusInvestiguem_tintes
Separació dels pigments d’una tinta de retolador
Separació dels pigments de les fulles d’espinacs.

Què necessites?

  • Una ampolla de plàstic transparent o pot de vidre
  • paper de filtre o cartolina
  • retoladors de diferents colors i marques
  • alcohol
  • espinacs
  • Morter
  • Vareta de vidre

Mira el desenvolupament de la pràctica 
Fes una marca de retolador a 1cm de la part inferior del paper.
Col·loca’l dins un vas de precipitat amb una mica d’alcohol (no ha d’arribar a 1cm d’altura).
Espera a què l’alcohol vagi ascendint i separi els components.
Repeteix el mateix procediment però amb espinacs esmicolats en un morter amb alcohol.Investiguem_tintes2

Rumia…
Retoladors del mateix color però de maques diferents donen el mateix cromatograma?
Quins són els pigments que conté la tinta negra?
Quins pigments contenen els espinacs?

La coca-cola, una raó de pes

Institut Narcís Xifra
Primer de batxillerat

ObjectiuCocacola1
Observar la flotabilitat de la Coca-cola normal i la light.

Què necessites?

  • Recipient amb aigua
  • Llauna de Coca-Cola normal i light

Rumia …
Per què la coca cola light sura i la normal s’enfonsa?

Cocacola2

La font d’Heró

Institut Narcís Xifra
Primer de batxillerat

Objectius
Estudiar els efectes de la pressió.hero
Entendre els fonaments físics i mecànics que possibiliten el funcionament del mecanisme d’Heró.

Què necessites?

  • Una font d’Heró que correspon al muntatge que il·lustra la imatge
  • Aigua pel seu funcionament.

Desenvolupamenthero2

  1. La font d’Heró es pot construir amb material de forma molt senzilla. Al següent link trobareu un procediment que permet la seva construcció.
    http://www.instructables.com/id/Recreate-Herons-fountain-from waterbottles/
  2. Cal que les ampolles tanquin hermèticament. Per aconseguir-ho es pot utilitzar plastilina o silicona.
  3. Pel seu funcionament, el recipient entremig ha d’estar ple i l’inferior buit.
  4. S’afegeix aigua pel recipient superior fins que la font comença a funcionar.
  5. Observa quan deixa de funcionar.

Rumia …
Enumera els recipients i conductes que formen la font d’Heró i segueix el recorregut d’una molècula d’aigua. Dóna una explicació al funcionament de la font.

La força de l’alcohol

Institut Narcís Xifra
Primer de Batxillerat

Objectius
Determinar la reacció de combustió de l’etanol.
Estudiar com afecta la combustió en una atmosfera controlada.

Què necessites?alcohol

  • etanol
  • aigua
  • llumins
  • paper de absorbent de cuina
  • una superfície llisa
  • un tros de roba
  • un recipient de vidre
  • un vas de precipitats
  • llaunes de beguda plenes

Desenvolupament.

  1. Mulleu el paper de cuina amb aigua i esteneu-lo damunt la superfície de forma centrada i evitant la formació de bombolles.
  2. Impregneu el tros de roba amb etanol i dipositeu-lo al centre del paper.
  3. Enceneu la roba amb etanol i tapeu-lo seguidament amb el recipient de vidre.alcohol2
  4. Pressioneu lleugerament per evitar que entri aire de l’exterior.
  5. Observeu que succeeix i elaboreu una hipòtesi.
  6. Intenteu aixecar el recipient amb cura.
  7. Distribuïu de forma simètrica diferents llaunes de beguda per determinar la resistència del fenomen produït.

Rumia …

  • Determina la reacció de combustió de l’etanol.
  • Observa l’estat de la roba després de l’experiència. Perquè s’apaga la flama? Quin és el reactiu limitant?
  • Després de l’experiència, quin creus que és l’estat d’agregació dels diferents reactius que intervenen?
  • Elabora una hipòtesi que expliqui aquest fenomen.
  • Quina creus que és la funció de l’aigua en l’experiència?

L’electròsi del sulfat de potassi

Institut Montsoriu
Arbúcies
Primer de Batxillerat

Objectius
Entendre, mitjançant els sentits, el concepte d’electròlisis i la importància de la intervenció de l’electricitat en la historia de la Química. Observar el poder de transformació raent a l’electricitat. Entendre com la química de la naturalesa funciona amb lleis numèriques universals.

Material

  • Col llombarda
  • Aigua
  • Cassó i colador.
  • Fogonet o placa eléctrica.
  • Dissolució 0,5-1 M de sulfat potàssic
  • Bateria de 20-30 Volts.
  • Electrodes de cocodril.
  • Aparell de Hofmann

Procediment
Tallem en trossos petits mitja fulla de col llombarda i la fiquem a bullir en 100 ml d’aigua. Fem l’extracció i colem la dissolució de manera que obtenim un líquid de color blau intens de col llombarda concentrat. Per altra banda preparem 250 ml d’una dissolució 0,5 M de sulfat de potassi i l’aboquem dins de l’aparell de Hoffman. Connectem els electrodes a la font d’alimentació i, amb les aixetes de l’aparell tancades, subministrem un voltatge de 20-30V. Observem com de seguida es formen bombolles al voltant dels electrodes i com ascendeixen (aproximadament el doble de grans les de l’ànode que les del càtode). Tot seguit observem com un altre fenòmen té lloc: el contingut dels dos tubs de vidre sobre els electrodes ja no mostra el mateix color que el del tub central amb la solución de col llombarda, sinó que el color del tub sobre de l’ànode es torna clarament vermell i el del tub a sobre del càtode es torna verd. Si deixem que la reacció tingui lloc durant uns minuts també observarem com la columna de l’ànode és la meitat d’alta que la del càtode.Si som agosarats, podem obrir l’aixeta de l’ànode i acostar-hi un misto. Observarem com la flama augmenta. També podem acostar una vareta de fusta incandescent a l’aixeta oberta del càtode i veure com es genera una petita explosió.

Explicació
L’electricitat, una força natural, manifestament polar (pol positiu i pol negatiu) per la seva acció provoca que aparegui una polaritat que existeix de forma natural a cada sal (veure experiment de la calç viva de 1er d’ESO). Així doncs, ha transformat una solución salina en un àcid i una base, és a dir, una polaritat (això es pot observar en la formació dels colors complementaris a cada columna de l’aparell de Hoffman). A més a més, podem deduir pel comportament de la flama de l’ànode es deu a l’oxigen que es desprèn en aquella branca de l’aparell i que el comportament de la branca del càtode correspon al gas hidrogen. És a dir, també s’han format dos gasos totalment oposats o polars provinents de la hidròlisi de l’aigua en la qual està dissolta la sal de potassi. Així doncs a l’electricitat li correspon una força disociadora i de descomposició. I aquesta força és la que produeix les dues polaritats abans observades: àcid-base; oxigen-hidrogen.