Stacking Liquids

conceptos clave
física
química
densidad
líquidos

Introducción
probablemente sepa que cuando los objetos sólidos se colocan en líquido, pueden hundirse o flotar. Pero, ¿sabías que los líquidos también pueden hundirse o flotar? De hecho, es posible apilar diferentes capas de líquidos una encima de la otra. La clave es que todas las diferentes capas deben tener diferentes densidades., Puede apilarlos recogiendo varios líquidos con un rango de densidades o variando la densidad de un líquido agregando productos químicos como azúcar o sal. Si elige líquidos de colores o agrega colorante de alimentos a cada capa, ¡incluso puede crear todo un arco iris de colores en un solo vaso! ¿Quieres verlo por ti mismo? En esta actividad científica, apilará varios líquidos, uno por uno, y creará una columna de densidad colorida.

Background
Si un objeto se hunde o flota depende de su densidad en comparación con la densidad del líquido en el que se deja caer., Todos los tipos de materia, tanto sólidos como líquidos, están compuestos de muchos átomos diferentes. Dependiendo de la masa de estos átomos, su tamaño y la forma en que están dispuestos, diferentes sustancias tendrán diferentes densidades. La densidad es característica de cada compuesto individual y se define como la masa de un compuesto dividida por su volumen. En otras palabras, cuanto más materia hay en una cierta cantidad de volumen, más densa es una sustancia. Un centímetro cúbico de roca, por ejemplo, es mucho más pesado que un centímetro cúbico de madera., Esto se debe a que hay mucha más materia en el mismo volumen de roca en comparación con la madera.

los Líquidos también pueden tener diferentes densidades. El agua dulce, por ejemplo, tiene una densidad de aproximadamente un gramo por centímetro cúbico a temperatura ambiente. Cualquier compuesto—líquido o sólido—que tenga una densidad más alta que el agua se hundirá mientras que las sustancias con una densidad más baja flotarán. Puede probar eso por sí mismo reuniendo varios líquidos que tiene en su cocina, como aceite vegetal, jarabe de maíz, jabón para lavar platos, agua, alcohol y más., ¿Cuál de estos crees que se hundirá o flotará en el agua? Averigua en esta actividad!,

Preparación

• reúna todos sus materiales en un espacio de trabajo que pueda tolerar los derrames de todos los líquidos.,
• llene una taza con agua del grifo y agregue un par de gotas de colorante alimenticio al agua.
• pídale a un ADULTO que lo ayude a cortar y preparar trozos pequeños (aproximadamente 0.5 por 0.5 centímetros) de la banda de goma, la barra de paleta y la cera.
• coloque los dos frascos vacíos delante de usted (sin las tapas) y etiquételos «1» y «2» con un trozo de cinta y el marcador permanente.

procedimiento

• tome una cucharada limpia y vierta dos cucharadas de jarabe de maíz en el frasco 1.,
• Con la segunda cucharada, vierta cuidadosamente dos cucharadas de agua de color en el frasco 1 en la parte superior del jarabe de maíz. ¿Qué pasa con el agua encima del jarabe de maíz? ¿Se mezcla o se mantiene separado?
• Use la tercera cucharada limpia para verter dos cucharadas de aceite vegetal en el frasco «1»sobre el agua de color. ¿Ves la mezcla de los líquidos? ¿Qué pasa con el aceite? ¿Flota en la parte superior o se hunde hasta el fondo?
• Ahora tome el frasco vacío 2 y agregue los mismos líquidos—pero en orden inverso. Comience por verter en dos cucharadas de aceite vegetal.,
• a continuación, agregue dos cucharadas de agua de color en la parte superior. ¿Qué pasa con el agua esta vez? ¿Se queda en la parte superior o se hunde hasta el fondo?
• Con una cucharada fresca, vierta cuidadosamente dos cucharadas de jarabe de maíz en el frasco 2, por encima del agua. ¿El jarabe de maíz flota encima de los otros líquidos? ¿Dónde se asienta en comparación con el agua y el aceite?
• espere uno o dos minutos para dejar que todos los líquidos se asienten en los frascos 1 y 2. Luego mira ambos frascos y compara cómo se superponen los diferentes líquidos. ¿Hay alguna diferencia entre el frasco 1 y el 2? ¿Esperabas este resultado?, ¿Por qué crees que las capas resultaron así?
• Ahora toma el frasco 1 y ciérralo con una tapa. Con cuidado, voltéalo boca abajo y colócalo sobre la mesa de nuevo. Observa los diferentes líquidos. ¿Qué está pasando con cada uno de los líquidos? ¿Cómo se superponen una vez que el frasco está al revés? ¿Sabías que esto pasaría?
• Compare el tarro 1 invertido con el tarro 2 Después de un par de minutos. ¿Ves alguna diferencia en las capas ahora? ¿Qué pasó con cada uno de los líquidos?
• consigue todos tus objetos cortados y tu penique listo, luego deja caer el penique en jar 2. ¿Qué pasa con el penny?,
• a continuación, tome el trozo de goma y colóquelo en el frasco 2. Con el palito de paleta empuje la banda de goma hasta el fondo del frasco. Asegúrese de que no se pegue a la parte inferior y pueda flotar libremente. Entonces Suéltame. ¿Dónde se asienta la banda elástica? ¿Flota en la parte superior, en el medio o se sienta en la parte inferior?
• Ahora coloque el pedazo de cera en el frasco 2. Una vez más, empuje la cera hasta el fondo del frasco, pero asegúrese de que no se pegue al fondo o a los lados del frasco. Debe ser capaz de flotar libremente. ¿Qué pasa con la pieza de cera? ¿Dónde se asienta en comparación con la banda elástica?,
• Por último, tome el pedazo de palito de paleta y colóquelo en el frasco 2. Sumérjalo con una cuchara o palito de paleta y espere a que se asiente en una de las capas. ¿Sobre qué capa flota la pieza de palito de paleta?
• mira los cuatro objetos que dejaste caer en jar 2 y compara sus ubicaciones. ¿Se asentaron todos en la misma o en diferentes capas líquidas? Si están en diferentes capas, ¿por qué crees que este es el caso?
• Finalmente, tome el frasco 1, que todavía está al revés, y agítelo muy fuerte. Luego póngalo de nuevo en la mesa (esta vez, con el lado derecho hacia arriba)., Observe lo que sucede durante unos cinco a 10 minutos. ¿Alguna de las capas se mezcló mientras agitabas el frasco? ¿Cómo se ve la estratificación después de cinco a 10 minutos?
• Extra: con tres líquidos (aceite vegetal, jarabe de maíz y agua de color) Hay seis combinaciones diferentes para agregar las diferentes capas una encima de la otra. Pruebe todas las combinaciones y cambie el orden de agregar los diferentes líquidos cada vez. ¿Siempre terminarás con el mismo resultado de capas?
• Extra: en esta actividad tenías tres capas de líquidos diferentes., ¿Puedes encontrar otros líquidos domésticos que puedan formar una cuarta o quinta capa? Algunos líquidos para probar son alcohol o jabón para lavar platos. ¿Dónde crees que se asentarán en tu columna de densidad?
• Extra: incluso puedes hacer una torre de densidad usando el mismo líquido, como el agua. Solo tienes que cambiar su densidad añadiendo diferentes cantidades de azúcar. Pruebe tres capas diferentes de agua: cada capa con el mismo volumen de agua, pero una con una cucharadita de azúcar, una con dos cucharaditas de azúcar y una con tres cucharaditas de azúcar., Agregue diferentes colores a cada líquido para ver las capas más claramente. ¿Qué capa está en la parte superior y qué capa en la parte inferior? ¿Cómo cambia la cantidad de azúcar la densidad del agua? ¿Qué pasará esta vez si sacudes el frasco o lo pones boca abajo?
• Extra: intenta encontrar diferentes objetos que puedan hundirse o flotar en las diferentes capas de tu columna de densidad. ¿En qué capa se asentarán?
• Extra: puede averiguar cuánto varían las densidades de los tres líquidos vertiendo el mismo volumen de cada líquido en una taza diferente y luego pesando cada uno de ellos., ¿En qué medida difieren las masas? ¿Estos resultados concuerdan con sus hallazgos de cómo se superponen los líquidos?

observaciones y resultados
¿apiló con éxito los tres líquidos uno encima del otro para crear una columna de densidad colorida? En realidad, no importa en qué orden agregue los tres líquidos diferentes en su frasco; las capas siempre terminarán siendo las mismas: el jarabe de maíz se asienta en la parte inferior, el agua de color está en el medio y el aceite vegetal flota en la parte superior. Esto se debe a que el jarabe de maíz tiene la densidad más alta de todos los líquidos, aproximadamente 1.,4 gramos por centímetro cúbico, mientras que la densidad del agua es de aproximadamente un gramo por centímetro cúbico a temperatura ambiente. El aceite vegetal es más ligero que el agua con una densidad de aproximadamente 0,9 gramos por centímetro cúbico y, por lo tanto, flota sobre el agua. Incluso si volteas el frasco boca abajo, las capas se reorganizan al orden original debido a sus diferentes densidades. Si hizo la actividad extra y pesó el mismo volumen de cada líquido, debería haber encontrado que el jarabe de maíz era el más pesado, seguido del agua y luego el aceite vegetal.,

los objetos que dejó caer en jar 2 se asentaron en la columna de densidad dependiendo de sus propias densidades. La banda de goma probablemente se asentó en la parte superior del jarabe de maíz, mientras que el penique cayó hasta el fondo del frasco. La cera debe haber descansado en la parte superior de la capa de agua y el palito de paleta debe haber flotado todo el camino en la parte superior del aceite vegetal. Finalmente, si agitó el frasco muy fuerte, es posible que haya observado que el aceite vegetal todavía se separó y flotó en la parte superior, pero el jarabe de maíz y la capa de agua comenzaron a mezclarse y ya no se separaron muy fácilmente., Esto se debe a la miscibilidad de los diferentes líquidos. Si los líquidos tienen una estructura química muy diferente que hace que uno sea polar y el otro impolar, no se mezclarán y siempre permanecerán separados. Esto es cierto para el aceite, que es un líquido no polar, y el agua, que es un líquido polar. El jarabe de maíz, por otro lado, tiene la capacidad de mezclarse con agua y, por lo tanto, puede disolverse en ella. Esto es lo que pasa cuando agitas el frasco muy fuerte.,

puede probar muchos más objetos y líquidos para crear aún más capas; es solo una cuestión de densidad que determinará dónde se asientan en su columna de densidad!

limpieza
puede verter todos los líquidos de los frascos por el desagüe. Limpie cualquier derrame.

más para explorar
densidad de la materia,de Ron Kurtus School for Champions
densidad del Océano,de Science Learning
¿Puede el agua flotar en el agua?, de Science Buddies
actividad científica para todas las edades!,, de Science Buddies

esta actividad te la presentamos en colaboración con Science Buddies