Arboles de quiminavidad

La navidad también puede ser una oportunidad para divulgar el conocimiento relacionado con la química y las ciencias. Los vivos colores y el animo festivo facilita que las personas no familiarizadas con los conceptos de la química se acerquen con curiosidad y aprendan algo nuevo.

Fundamentación teórica

La navidad es una celebración de origen católico pero que se ha expandido a otras culturas a lo largo de los siglos. En la actualidad, se celebra en la mayoría de las culturas con un significado de unidad entorno a la familia y amigos.

La química tiene una amplia de variedad de reacciones y fenómenos que pueden emplearse para construir un árbol de navidad o quiminavidad relacionado con la química, además de ser la oportunidad para mostrar elementos y conceptos relacionados con las ciencias en campos como electroquímica, reacciones, fenómenos de transporte, entre otros muchos.

A continuación, mostraremos algunas alternativas para hacer un árbol de quiminavidad, aunque el límite es la imaginación.

Materiales

  • Material de vidrio (balones de fondo redondo, tubos de ensayo, Erlenmeyer, etc.)
  • Soportes universales
  • pinzas varias (balón, bureta, tres dedos, tubo de ensayo, etc.)
  • nueces
  • Tubos de goma
  • Algodón
  • Alambre o lámina de cobre
  • Limpiapipas

Reactivos

  • Fosfato dipotásico (K2HPO4)
  • Alumbre de potasio (KAl(SO4)2)
  • Sulfato de cobre (CuSO4)
  • Permanganato de potasio (KMnO4)
  • Indicador de naranja de metilo
  • Fenolftaleína
  • Indicador universal
  • Agua de bromo
  • Yodo en hexano
  • Reactivo de Benedict
  • Solución de Tollens
  • Bórax

Procedimiento

Árbol de navidad periódico

Una idea sencilla para un árbol de navidad es emplear los elementos de la tabla periódica ordenados en forma de árbol, con los elementos mas ligeros en la parte superior para formar nuestro árbol de navidad.

La imaginación juega un papel fundamental al momento de hacer este árbol, puede colocarse filas del mismo elemento en los distintos niveles o simplemente ir aumentando el número atómico a medida que el árbol desciende, dejando en la cima al hidrógeno, crear códigos de colores según características de los elementos (alcalinos, alcalinotérreos, halógenos, gases nobles, lantánidos, actínidos, radioactivos, etc.)

Este tipo de árbol sirve como instrumento para la enseñanza de conceptos básicos sobre propiedades periódicas e interrelación entre el símbolo y el elemento. Es especialmente útil en lugares donde se tenga poco espacio y para su uso en el aula.

Adornos químicos para quiminavidad

Una alternativa para dar un toque científico a la navidad es el uso de imágenes de material de laboratorio de vidrio, cerámica y metal a modo de adornos en un árbol tradicional. También se pueden utilizar imágenes o modelos moleculares de compuestos orgánicos e inorgánicos como adornos, y algodón a modo de guirnalda decorativa.

El color de la química en la navidad

Si se dispone de una buena cantidad de material de vidrio de laboratorio y de espacio, se puede construir un árbol de navidad empleando como eje central un soporte universal. Colocados de manera estratégica y sostenidos con pinzas, diversos materiales de vidrio como balones de fondo redondo, tubos de ensayo, balones de fondo redondo entre otros, forman la estructura del árbol. La distancia hacia el tronco puede ser regulada a través de la nuez que une la pinza con el soporte universal.

En cada uno de los recipientes se pueden colocar diversas soluciones que darán vida y color al árbol de navidad. Se pueden emplear soluciones de sulfato de cobre (azul), permanganato de potasio (morado) naranja de metilo en medio ácido (rojo), naranja de metilo en medio básico (amarillo), fenolftaleína en medio ácido (rosado), agua de bromo diluida (naranja fuerte), yodo en hexano (violeta), reactivo de Benedict o solución de Fehling calentada en presencia de un azúcar reductor generara un color rojo ladrillo. La prueba de Tollens para la detección de aldehídos aportara un bello espejo de plata al árbol. El indicador universal, en presencia de soluciones con diversos pH, generaran colores vivos ideales para adornar.

La presencia de algunos solventes y reactivos puede crear la necesidad de construir el árbol de quiminavidad en una campana de extracción de gases, además de requerir la adición de pesos en la base del soporte universal para evitar que el árbol tambalee.

Cristaliza un árbol de quiminavidad

Un método mas avanzado es hacer crecer un árbol de navidad a partir de cristales de diversos compuestos. Esta actividad toma un par de semanas, así que puede ser una interesante practica para finalización del semestre. A pesar de que en el comercio ya existen kits para cristalizar un árbol de navidad, los materiales necesarios están en casi cualquier laboratorio de química promedio.

Un ejemplo de un hermoso arbol de navidad o quiminavidad
Un ejemplo de un hermoso arbol de navidad o quiminavidad
http://www.sciencemadesimple.co.uk/curriculum-blogs/chemistry-blogs/o-chemistree-o-chemistree

Se necesitará trozos de cartón recortados en forma de árbol de navidad, el cartón debe ser altamente poroso para que el efecto de capilaridad ayude en la cristalización. Se pueden cortar e intersecar dos piezas para generar un árbol en tres dimensiones.

En un recipiente de cristalización o un plato hondo, colocar el cartón de forma vertical sumergido de manera parcial en una solución sobresaturada de fosfato dipotásico con unas gotas de tinte verde. También se pueden emplear soluciones sobresaturadas de alumbre de potasio o sulfato de cobre.

También se puede emplear una combinación de amoniaco diluido, ferrocianuro de hierro (III) y cloruro de sodio como solución para generar cristalización el nuestro árbol de cartón con algunas gotas de tinte. Para mejorar el desempeño de la cristalización, es recomendable humedecer el cartón previamente en la solución deseada.

Otra alternativa química consiste en utilizar trozos de cobre en forma de árbol o alambre de cobre doblado en forma de árbol rectangular o circular, las piezas de cobre son colocadas en un beaker y sumergidas en una solución de nitrato de plata. Después de algunas horas, se observará el crecimiento de cristales de plata en la superficie de cobre. Para mejorar la reacción es aconsejable lijar las superficies de cobre para remover cualquier capa de material extraño con una lija fina.

Una estrella de navidad

Muchas veces se coloca una estrella en la punta del árbol de navidad, y el árbol de quiminavidad no puede ser una excepción. Una alternativa es hacer crecer una estrella con cristales de bórax.

Tomando un limpiapipas, construir la forma deseada para la estrella. Empleando un hilo fino y un lápiz como soporte, suspender la figura para que no toque las paredes ni el fondo del beaker que vamos a usar para la cristalización.

En otro beaker, preparar una solución sobresaturada de bórax en caliente con unas gotas de colorante azul y verter la solución sobresaturada en el beaker con la estrella. A medida que la solución se enfríe, pequeños cristales de bórax comenzaran a crecer en las superficies de la estrella hecha con limpiapipas. Dejar cristalizar en reposo y alejado de la luz.

Cuando la cristalización finalice, sacar la estrella y dejar que se seque al ambiente. A pesar de la gran durabilidad de los cristales de bórax, con el paso del tiempo reaccionan con la humedad ambiental, generándose una costra blanca en su superficie, para evitar esto, se pueden almacenar en papel absorbente con una pequeña cantidad de sílica gel en una bolsa sellada mientras no se esté usando.

Empleando esta técnica también se pueden hacer cristales de hielo o innumerables formas, la imaginación es el límite.

Recomendaciones de seguridad

Cuando se preparen soluciones sobresaturadas, se debe tener cuidado con la temperatura de las soluciones y su manejo. Cada reacción que se lleve a cabo debe observar las medidas de seguridad necesarias. En todo momento se deben utilizar los elementos de seguridad básicos en el laboratorio de química (bata de laboratorio, guantes, gafas de seguridad y demás que sean exigidos por las normas internas, locales o nacionales. Los residuos generados por la práctica deben ser dispuestos de manera adecuada según las normas de laboratorio y las normas locales y nacionales respectivas.

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Clasificación

Nivel: Básico

Tipo: Demostración

Riesgo: bajo