3 ASPECTOS INICIALES La tensión superficial de los líquidos Este trabajo tiene como finalidad demostrar un principio de la física llamado “tensión superficial”, con base en la fundamentación teórica investigada para determinar si es verdadero. El interés en investigar este tema, surge luego de observar en clases con nuestra profesora, un video sobre algunos animales que caminan sobre el agua. Luego de comentar el video, nos llamó la atención porqué el agua lograba sostener a estos animales sin hundirse y por qué no todos los animales lo logran. Para poder comprobar el principio de la tensión superficial, observamos varios videos donde mediante experimentos se hacían demostraciones con varias sustancias. Luego de realizar varios experimentos surgen algunas interrogantes que son aclaradas durante el trabajo. Para poder dar respuesta a las interrogantes planteadas en este trabajo se realiza una búsqueda de información que permita tener una visión más amplia sobre el tema a desarrollar. La investigación surge como un interés de demostrar la tensión superficial de los líquidos con diversos materiales, como los colorantes artificiales, talco, pimienta y aceite en contacto con el jabón. Esto genera varias interrogantes, ¿Por qué los colores que flotan en el líquido se mueven al colocarles el jabón? ¿Por qué la pimienta se mueve en el agua al colocarles jabón?, ¿Qué hace que el talco se quiebre al colocarle el jabón al agua? ¿Por qué el jabón provoca una reacción en el líquido? Y ¿Qué es tensión superficial? Luego de realizar los experimentos surgen ciertas predicciones, sobre el motivo por el que suceden estas reacciones. Se presume que los ingredientes del jabón generan en los líquidos una reacción química que motiva la reacción de las sustancias que se le agregan al líquido (pimienta, talco, colorante).
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ASPECTOS INICIALES La tensión superficial de los líquidos
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ASPECTOS INICIALES
La tensión superficial de los líquidos
Este trabajo tiene como finalidad demostrar un principio de la física llamado
“tensión superficial”, con base en la fundamentación teórica investigada para
determinar si es verdadero.
El interés en investigar este tema, surge luego de observar en clases con
nuestra profesora, un video sobre algunos animales que caminan sobre el
agua. Luego de comentar el video, nos llamó la atención porqué el agua
lograba sostener a estos animales sin hundirse y por qué no todos los animales
lo logran.
Para poder comprobar el principio de la tensión superficial, observamos varios
videos donde mediante experimentos se hacían demostraciones con varias
sustancias.
Luego de realizar varios experimentos surgen algunas interrogantes que son
aclaradas durante el trabajo.
Para poder dar respuesta a las interrogantes planteadas en este trabajo se
realiza una búsqueda de información que permita tener una visión más amplia
sobre el tema a desarrollar.
La investigación surge como un interés de demostrar la tensión superficial de
los líquidos con diversos materiales, como los colorantes artificiales, talco,
pimienta y aceite en contacto con el jabón. Esto genera varias interrogantes,
¿Por qué los colores que flotan en el líquido se mueven al colocarles el jabón?
¿Por qué la pimienta se mueve en el agua al colocarles jabón?, ¿Qué hace que
el talco se quiebre al colocarle el jabón al agua? ¿Por qué el jabón provoca una
reacción en el líquido? Y ¿Qué es tensión superficial?
Luego de realizar los experimentos surgen ciertas predicciones, sobre el motivo
por el que suceden estas reacciones. Se presume que los ingredientes del
jabón generan en los líquidos una reacción química que motiva la reacción de
las sustancias que se le agregan al líquido (pimienta, talco, colorante).
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Mediante la investigación bibliográfica y la ejecución de las demostraciones
siguiendo una serie de pasos, se pretende confirmar dichas suposiciones.
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PASOS A SEGUIR
Con la finalidad de buscar una solución a las interrogantes planteadas. Se
realizan demostraciones que evidencian la tensión superficial de los líquidos.
Se siguen los pasos indicados para cada una y se anotan las observaciones
realizadas en cada caso. Esto permitirá comprobar o rechazar el efecto que
produce el jabón en la tensión superficial de los líquidos.
Con estas demostraciones se pretende explicar y demostrar el procedimiento
sencillo en el que la tensión superficial de un líquido se rompe por la acción de
otra sustancia, en este caso el jabón.
Para la preparación y ejecución de estas demostraciones, se realizó una
revisión de la información en diferentes medios que permitiera tener una visión
más amplia del tema, aclarando algunas dudas e interrogantes que se
generaron durante el proceso.
Demostración N° 1
MATAERIALES
• Leche
• Colorantes de diferentes colores
• Jabón líquido
• Un pincel
• Un plato desechable.
PROCEDIMIENTO
- Se vierte un poco de leche en un plato plano y se deja que tome temperatura
ambiente.
- Con un gotero o una jeringa, se colocan cuidadosamente algunas gotas de
colorantes de distintos colores sobre la superficie de la leche.
- Se observa y anota lo que sucede.
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- Se coloque sobre la leche y la tinta un pincel con detergente sin moverlo. Se
observa lo que sucede.
Demostración N° 2
MATERIALES
• Agua
• Aceite
• Jabón líquido
• Un pincel
• Un vaso de vidrio
PROCEDIMIENTO
- Se llena un vaso con agua.
- Con un cuentagotas o jeringa se coloca cuidadosamente un chorrito de aceite.
- Se observa y anota lo que sucede.
- Se coloca sobre la superficie de agua una gota de jabón.
- Se observa lo que sucede.
Demostración N° 3
MATERIALES
• Agua
• Talco
• Pimienta en polvo
• Jabón líquido
• Un pincel
• Dos recipientes transparentes con agua.
PROCEDIMIENTO
- Se coloca agua en los recipientes transparentes.
- Se coloca pimienta espolvoreándola en uno de los recipientes.
- Se coloca con el pincel una gota de jabón en la pimienta.
- Se observa y anota lo que sucede.
- Se coloca talco en el otro recipiente.
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. Con el pincel se agrega una gota de jabón en el talco.
- Se observa y anota lo que sucede.
Es importante mencionar que la utilización de los ingredientes e instrumentos
utilizados en las demostraciones se planificó de manera que los productos y los
desechos sean amigables con el ambiente, por lo que no representan niveles
altos de contaminación, ya que las cantidades son mínimas, como el caso del
talco. De igual manera se procura el uso de recipientes de vidrio para poder
lavarlos y reutilizarlos.
En el caso del aceite que se utiliza se recomienda al terminar el experimento
pasar el líquido por un filtro de papel, que deje pasar el agua y absorba el
aceite y que luego se desechará junto a los desechos sólidos. De esta manera
no se contamina el agua al arrojarlo al fregadero.
En el caso de la pimienta es un producto biodegradable que no contamina el
ambiente al desecharlo con el resto del líquido. Para el primer experimento se
utilizaron tintes naturales, que no contaminan el medio ambiente.
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LOGROS OBTENIDOS
La tensión superficial es una característica especial de los líquidos. Según el
artículo publicado en el 2012 en Internet por Paco Larrondo, titulado “Tensión
Superficial”, se explica que: el agua está compuesta de moléculas que
interaccionan unas con otras.
Las moléculas que lo forman los líquidos al atraerse mutuamente, tienden a
permanecer unidas, ya que tienen cargas positivas y negativas. Esta atracción
se conoce como fuerza de cohesión.
Esta fuerza de cohesión, afecta a cada molécula, pero no es igual en el interior
del líquido y en la superficie.
Las moléculas en el interior están en un contacto menor de energía, sin
embargo, las que están en la superficie tiene menos moléculas alrededor por lo
que tiene un estado más alto de energía.
Una molécula en el interior del vaso recibe tirones de todas las direcciones y
como todos los tirones son iguales, se anulan entre ellos y la molécula no
experimenta ningún efecto consecuencia de ellos.
Sin embargo, una molécula en la superficie del vaso sólo está rodeada de
moléculas por los laterales y la parte inferior y por lo tanto ahora los tirones no
se anulan sino que la molécula experimenta una fuerza neta (una fuerza es la
forma rigurosa en física de llamar a un tirón) hacia abajo. El efecto neto de que
todas las moléculas de agua de la superficie reciban un tirón hacia abajo es
que la superficie del agua se tensa. Esta lámina de agua tensada se comporta
igual que una cama elástica, es decir, soporta pesos encima de ella.
Esta membrana elástica o trampolín dificulta “ingresar” al líquido o una
sustancia. Por este fenómeno, algunos insectos tienen la posibilidad de
posarse sobre el agua sin que se hundan.
El agua es uno de los líquidos con mayor tensión superficial que existen, de
acuerdo con el artículo llamado “Más de 1,200 animales caminan sobre el
agua.” Del diario virtual El Siglo (2014), se explica que “La tensión superficial es
una propiedad del sistema de comunicación entre el aire y el agua, el cual,
hace que el agua se comporte, hablando en términos generales, como un
trampolín”. Esto permite que algunos animales puedan caminar sobre el agua,
por ejemplo el insecto zapatero que usa sus patas para hacer surcos en el
agua sin romper la tensión superficial, también las arañas pescadoras, ya que,
tienen patas peludas que repelen el agua.
Imagen 1.Insecto Zapatero. ¿Cómo pueden algunos insectos caminar sobre el agua?ABC.es, 2015, http://www.abc.es/ciencia/20150304/abci-como-pueden-mosquitos-caminar-201503031705.html. Copyright (2015).
ABC.es. (2015) ¿Cómo pueden algunos insectos caminar sobre el agua? Recuperado de http://www.abc.es/ciencia/20150304/abci-como-pueden-mosquitos-caminar-201503031705.html.
El Siglo. (2014) Más de 1,200 animales caminan sobre el agua Periódico virtual. En línea: http://elsiglo.com.pa/internacional/1200-animales-caminan-sobre-agua/23782976. Panamá
Hessong, A. (2016) ¿Cómo rompe el detergente la tensión de una
superficie? En línea: http://www.ehowenespanol.com/rompe-detergente-
tension-superficie-como_150830/
Lagarto Jesucristo. Curiosidades del reino animal, (2011) blogspot.