¡Levantemos un cubo de hielo sin que se te mojen las manos!

¡Levantemos un cubo de hielo!

¿Se podrá sacar un hielo de un vaso de agua sin tomarlo con las manos?¡Es posible y hoy lo descubriremos, prepárate!

Materiales:

•1 Vaso con agua temperatura ambiente
•Cubos de hielo
•1 carrete de hilo
•Sal de mesa

Pasos

Paso 1:
Llenar un vaso de vidrio con agua temperatura ambiente. Cuando el vaso esté lleno procedemos a agregar un cubo de hielo.

Paso 2:
Cortar un trozo de hilo y colocar un extremo de éste sobre el cubo de hielo, dejar por unos segundos.

Paso 3:
Al pasar el tiempo necesario se rocía sal de mesa sobre el hilo que descansa sobre el cubo de hielo, se deja reposa nuevamente.

Paso 4:
Se procede a levantar el hilo que se encuentra adherido al hielo.

Registro de observaciones:

•Al poner el hielo dentro del vaso este queda con una fina capa de agua.
•Al agregar sal sobre el hielo, la parte que tiene contacto con la sal, comienza a derretirse.
•Una parte de la sal de disuelve con el hielo derretido(Líquido) Obteniendo agua salada.
•Al levantar el hilo junto con este se levanta el cubo de hielo desde el vaso.

Problema científico:

Al rosear sal sobre el cubo de hielo se ponen en contacto las partículas de agua con las partículas de sal formando una disolución salina (Agua salada) ¿El punto de congelación se ve afectado frente a la presencia de agua salada?

Hipótesis con una variable:

El punto de congelación se ve alterado frente a la presencia de agua salinizada, contribuyendo a la adherencia del hilo al hielo.

Para comprobar nuestras hipótesis debemos…
-Observar nuevamente el experimento, pero está vez, cambiando una de las variables.

Desarrollar variables y procedimientos:

Variable 1:

Variable manipulada: Sal (Sal de mesa por sal de mar)
Variable constante: Otros.

Materiales:
•Cubos de hielo.
•1 Vaso con agua temperatura ambiente.
•1 Carrete de hilo.
•Sal de Mar

Pasos:

•Paso 1:
Llenar un vaso con agua temperatura ambiente. Cuando el vaso esté lleno procedemos a agregar un cubo de hielo.

•Paso 2:
Cortar un trozo de hilo y colocar un extremo de éste sobre el cubo de hielo, dejar por unos segundos.

•Paso 3:
Al pasar el tiempo necesario se rocía sal de mar sobre el hilo que descansa sobre el cubo de hielo, se deja reposa nuevamente.

•Paso 4:
Se procede a levantar el hilo que se encuentra adherido al hielo.

Observaciones:

De igual manera, que el caso anterior, se aprecia que el hilo se adhiere al cubo de hielo, sin embargo, la sal agregada no se humedece por completo, sólo la parte que tiene contacto con la capa de hielo, debido a que los granos de sal de mar presentan un mayor tamaño.

Variable 2:

Variable manipulada: Sal (Sal de mesa por sal de baño)
Variable constante: Otros.

Materiales:
•Cubos de hielo.
•1 Vaso con agua temperatura ambiente.
•1 Carrete de hilo.
•Sal de baño

Pasos:

•Paso 1:
Llenar un vaso con agua temperatura ambiente. Cuando el vaso esté lleno procedemos a agregar un cubo de hielo.

•Paso 2:
Cortar un trozo de hilo y colocar un extremo de éste sobre el cubo de hielo, dejar por unos segundos.

•Paso 3:
Al pasar el tiempo necesario se rocía sal de baño sobre el hilo que descansa sobre el cubo de hielo, se deja reposa nuevamente.

•Paso 4:
Se procede a levantar el hilo que se encuentra adherido al hielo.

Observaciones:

El hilo se adhiere firmemente al hilo permitiendo que al momento de levantar el hilo también se levante el cubo de hielo.

Investigación del fenómeno
Antes de explicar este fenómeno, es fundamental conocer los componentes y conceptos implicados en la elaboración de nuestro experimento.

•Sal: Sustancia blanca, cristalina, muy soluble en el agua. Denominada Cloruro sódico o cloruro de sodio.

•Sal de mar: La sal marina refinada es compuesta casi exclusivamente de cloruro de sodio, se presenta en cristales gruesos.

•Sal de baño: Estas sales incluyen sulfato de magnesio (sal de Epsom), cloruro sódico (sal de mesa), bicarbonato de sodio (sal efervescente)

•Punto de congelación: Es la temperatura en la cual una sustancia en estado líquido pasa a encontrarse en estado sólido. Momento en el cual un líquido se solidifica. En el caso del agua esta se solidifica a 0°C y el agua salada a 4°C

•Adherencia: Propiedad de la materia por la cual se juntan dos superficies de sustancias iguales o diferentes cuando entran en contacto, manteniéndose unidas por fuerzas intermoleculares.

Cuando colocamos el cubo de hielo dentro del vaso con agua, dos procesos comenzaron a ocurrir: el hielo comenzó a derretirse en el agua y el agua comenzó a congelarse. Debido a que los dos procesos sucedieron al mismo tiempo, podemos decir que el hielo y el agua están en equilibrio dinámico (Es el equilibrio que tiene todo cuerpo en movimiento, cuando la suma de fuerzas externas que actúan sobre el mismo en una determinada dirección es cero o nula)

Aquí, la velocidad de congelación y la de derretimiento es la misma. Cuando el hielo se derrite, las moléculas de hielo comienzan a escapar hacia el agua. Por otro lado, cuando el agua se congela, sus moléculas son capturadas en la superficie del hielo. Cuando esto tiene lugar al mismo tiempo, se puede decir que no se crean cambios en el hielo o en el agua.
En el caso de nuestro experimento cuando rociamos sal en el cubo de hielo, el estado de equilibrio se rompe puesto que las moléculas de sal se disuelven y se unen a las moléculas de agua, dando como resultado agua salada o salinizada, cambiando su punto de congelación.
En este momento, el índice de derretimiento es mucho más rápido que la congelación, lo que produce que el hielo se derrita. Sin embargo, para poder restaurar el equilibrio, el punto de congelación del agua desciende, lo que provoca que el hielo se congele en el agua salada.
La sal se comienza a cristalizar y el hielo se vuelve a congelar alrededor de la cuerda. Esto provoca que el cubo de hielo se adhiera al hilo, lo que permite que podamos levantarlo simplemente tirando de él.

Repliquemos el fenómeno

En nuestro experimento el factor que favorece el congelamiento de un líquido determinado es la presencia de agua salinizada, este fenómeno ocurrirá en otros experimentos... ¡Averigüémoslo!

¡Hagamos helado cremoso sin la necesidad de un congelador!

Materiales:

•Hielo
•Sal
•Leche
•Dos bolsas Ziploc, Una grande y una pequeña.

Procedimiento:

Agregamos leche dentro de la bolsa más pequeña y cerramos a modo que no se vierta el contenido. Posteriormente dentro de la bolsa grande agregamos 6cubos de hielo, 3 cucharadas grandes de sal y la bolsa de leche previamente hecha, cerrar bien.
Se procede a frotar la bolsa con el fin que el hielo tenga el mayor contacto con la leche, que se encuentra dentro de la bolsa.
Pasado 10 minutos abrimos la bolsa más grande y retiramos la pequeña que contiene la leche, obteniendo como resultado un helado cremoso para degustar.

¿Qué ocurrió? 

La sal empieza a disolverse en el líquido que se desprende del hielo obteniendo agua salada alrededor del hielo. El proceso de intercambio de moléculas entre el hielo y el agua salada también tiene lugar ahora, pero con una diferencia: el agua salada tiene menos moléculas de agua que el agua pura. Si hay menos moléculas de agua disponibles, el número de moléculas de agua que pierden energía y se congelan también tiene que bajar. El número de moléculas que se congela desciende sin embargo el número de moléculas que se derrite sigue igual, para restablecer el equilibrio las moléculas obtienen calor, el cual se necesita para derretir, del elemento más cercano en este caso la bolsa con la leche que se encontraba temperatura ambiente, de esta forma se produce un enfriamiento muy rápido y en unos minutos nuestro helado comienza a congelar.

Fuentes utilizadas:
•http://www.buenastareas.com/ensayos/Experimento-Como-Levantar-Cubos-De-Hielos/64149148.html

•http://educaconbigbang.com/2014/01/pesca-cubitos-de-hielo-con-una-cuerda-y-sal/
•https://explorable.com/es/experimento-para-levantar-un-cubo-de-hielo

•www.definicion.de