Cohete casero

¿QUIERES SABER CÓMO LLEGAR A LA LUNA CON UN EXPERIMENTO CASERO?

Cohetes, despegues, explosiones... Seguro que alguna vez en nuestra vida nos hemos preguntado, ¿Cómo llegan los cohetes al espacio? ¿Podré ir algún día?

Con este experimento no podrás llegar a tocar la luna, pero deja volar tu imaginación, súbete en tu cohete y, ¡a por ella! 🌠🌠

Imagen 1. Cohete. [1]

La ciencia está en cada cosa que miremos a nuestro alrededor, aunque en ocasiones, no somos conscientes de ello. Los humanos nos movemos por reacciones químicas, pues en nuestro organismo ocurren cada segundo, ciento de estas reacciones.

En muchas de ellas, que ocurren de manera natural, se basan las que tienen lugar en la materia, como pueden ser reacciones ácido-base, reacciones rédox, equilibrios, reacciones de intercambio, etc.

La materia está compuesta por átomos, que a su vez se unen formando enlaces químicos y dando lugar a las moléculas. En una reacción química, estos enlaces se reorganizan, formando nuevas moléculas y liberando energía.

Se conocen como reactivos a las sustancias que interaccionan entre sí durante una reacción química, para formar los productos, que son los compuestos resultantes de dicha reacción. [2]

En el caso del experimento del que hablaremos a continuación, el ácido acético (CH3COOH)  del vinagre y el carbonato ácido de sodio (NaHCO3), comúnmente más conocido como bicarbonato, actúan como reactivos, que reaccionan entre sí para producir agua (H2O), acetato sódico (CH3COO-Na) y dióxido de carbono (CO2) , que se desprende en forma de gas. [3]

El vinagre es un ácido mientras que el bicarbonato es una base, lo que produce una reacción ácido-base.

NaHCO3 + CH3COOH -> CH3COO-Na+ + H2O + CO2   (Reacción 1)

Esta Reacción 1 será el fundamento del experimento casero que se va a realizar, donde haremos volar un cohete de juguete gracias a la reacción mencionada. ¿Quieres saber cómo hacerlo?

PROCESO DEL EXPERIMENTO

Para la realización del experimento, serán necesarios los siguientes materiales: bicarbonato de sodio, vinagre, una botella de plástico, un tapón de corcho, una servilleta, un hilo o cuerda fina, y un rollo pequeño de cartón. Para la decoración, puedes usar todo lo quieras, pinturas, rotuladores, papel de aluminio...

Los pasos que se llevan a cabo son:

1. Coge una botella y decórala de la forma más divertida que se te ocurra, dejando libre tanto el interior como la zona del tapón.

Imagen 2. Ejemplo de decoración para el cohete [4]

2. El rollo pequeño de cartón también lo puedes decorar, dejando libre las dos aberturas que presenta, pues será la base del cohete.

Imagen 3. Ejemplo de decoración para el soporte del cohete. [5]

3. Añade en la botella un cuarto de vinagre, que variará en función del tamaño de la botella.

4. Echa en la servilleta 3 cucharadas medianas de bicarbonato, y a continuación átalo con el hilo, en forma de pequeño saco.

5. Introduce este saco dentro de la botella, sin que roce el vinagre, por lo que se deja el hilo por fuera de la botella y se sujeta con ayuda del tapón de corcho, que se coloca también en la parte superior de la botella.

 Imagen 4. De izquierda a derecha, pasos 3, 4 y 5.

6. En el suelo, donde la zona sea espaciosa y segura, se coloca la base del cohete (rollo de cartón) y encima, se va a colocar el cohete boca abajo, de manera que el vinagre caiga sobre el bicarbonato.

7. Retirarse tan pronto como se coloca el cohete en la base, pues a los pocos segundos se verá la explosión. Como se ha visto anteriormente, en esta reacción se produce CO2, lo que provoca que la presión en la botella aumente de una manera considerable y tienda a desprenderse el tapón de corcho, haciendo que la botella salga disparada.

Imagen 5. Paso 6 y 7, colocación del cohete y explosión. [6]

Vídeo 1. Experimento. [6]

INFORMACIÓN DE LOS REACTIVOS

Los materiales que se utilizan para la elaboración del experimento son el vinagre y el bicarbonato de sodio.

Imagen 6. Vinagre y bicarbonato utilizados en el experimento. [7]

El vinagre contiene una solución de ácido acético que se proporciona el carácter ácido y sus diferentes propiedades como el olor.

El ácido acético tiene la capacidad de reducir el volumen de agua en las sustancias ya que retiene la humedad del ambiente. Éste no solo se utiliza en el vinagre, sino que tiene usos industriales, farmacéuticos o cosméticos. Uno de ellos es como regulador del olor en diferentes fragancias. [8]

Al tener un pH de 2, se puede usar para limpieza, ya que descompone los minerales que se forman a partir del agua del grifo, que forman manchas indeseadas en fregaderos, bañeras y encimeras. Es un producto antiséptico y antibacteriano. [9]

Por su parte, el bicarbonato de sodio es una sustancia alcalina que neutraliza ácidos. Tiene propiedades espumantes y se convierte en carbonato de sodio a altas temperaturas. Tiene usos en la industria farmacéutica.

Tiene un pH de 9, por lo que disuelve compuestos orgánicos como puede ser la grasa en sartenes y otras superficies. [9]

En definitiva, son dos productos que se usan en diversos ámbitos de la vida cotidiana.

CO2: PROPIEDADES E IMPORTANCIA

Propiedades

El CO2 es un gas denso, incoloro e inodoro. Está presente en la atmósfera y es soluble en el agua. Tiene una gran importante industrial ya que se utiliza como refrigerante por su capacidad de pasar de estado sólido (hielo seco) a gas, y para carbonatar bebidas gaseosas.

Es un subproducto de muchos procesos importantes tales como la combustión de fósiles, producto de fermentación de bebidas alcohólicas o la obtención del hidrógeno.

El hecho de que esté presente en numerosos procesos importantes, hace que sea una amenaza para el calentamiento global, ya que es un gas que influye en el efecto invernadero.  Es por ello, que es de vital importancia el uso de nuevas tecnologías aplicadas en convertir este CO2 en productos respetuosos con el ambiente, así como en reducir su producción y reducir su uso. 

En la actualidad, unos compuestos denominados MOF [10]  han atraído una gran atención debido a sus características estructurales únicas, como puede ser su porosidad, una gran superficie accesible, adaptabilidad y compatibilidad por diferentes componentes. 

Estas estructuras actúan como catalizadores en la reducción de CO2, en distintos métodos como puede ser la fotoreducción, la electroreducción o la hidrogenación. [11]

Actualidad

A pesar de que los medios nos han presentado como el CO2 como un problema más que como una solución, este es un compuesto crucial para nuestra vida y nuestro mundo. El CO2 tiene usos que jamás creeríamos, desde fines médicos hasta científicos, aunque bien es cierto, que sería apropiado ir reduciendo su producción, pues todo en grandes cantidades, puede ser perjudicial. 

Como hemos nombrado en sus propiedades, el dióxido de carbono tiene capacidad refrigerante lo que hace que cuando se congela se forma hielo seco. Esta propiedad le confiere usos como mantener los alimentos fríos durante largos periodos de tiempo y para enfriar rápidamente la maquinaria caliente utilizada en la producción de alimentos (conservación de los alimentos en frío).

Asimismo, es esencial para la industria del vino y la cerveza. Le da el brillo al vino y la espuma a la cerveza, de forma que se evita el proceso de oxidación e impide que tenga un sabor desagradable.

Otra utilidad es en la velocidad de evolución de las plantas. Muchos estudios de laboratorio muestran ya una concentración alta de CO2 hace que el crecimiento de las plantas sea mucho más rápido.

Dentro de la medicina, el dióxido de carbono puro es estéril y no tóxico se utiliza en procedimientos quirúrgicos. Cuando los cirujanos realizan un procedimiento abdominal llamado laparoscopia, realmente inflan el abdomen con gas y hacen un corte más pequeño para una recuperación más rápida.

Para concluir, en el ámbito científico, el dióxido de carbono es esencial para el acelerador de partículas que ayuda a los científicos a estudiar las partículas que componen todo el universo. Se emplea como gas refrigerante. [12]

OTROS USOS DE LA REACCIÓN

Como se ha mencionado, la reacción del bicarbonato con el vinagre produce CO2.

Es por ello, que se podría inflar un globo, colocándolo en el extremo superior de la botella, pues al producirse la reacción, el CO2 saldría en forma gaseosa e infla el globo. [13,14]

¡Este enlace te enseña el experimento!: Inflar un globo con bicarbonato y vinagre

En esta reacción, también se basa la famosa manualidad del volcán, donde en una estructura con forma de volcán se añade colorante naranja y el vinagre, junto con detergente para que la erupción sea lo más similar posible a lo que ocurre en un volcán. [13,15]

Al añadirle el bicarbonato, se observa cómo sale una solución espumosa coloreada, que tiene la apariencia de un volcán real.

En el siguiente enlace, puedes consultar este experimento: Experimento Volcán En Erupción

Un experimento divertido con el mismo fundamento es el arcoíris de bicarbonato. Debemos añadir un nuevo ingrediente, los colorantes, todo para poner un poco de color a la reacción. Se colocan los colorantes en el bicarbonato. Estos se expanden en una superficie y le añadimos vinagre. De esta manera obtenemos una explosión de colores. [13,16]

¡Visita el siguiente enlace para verlo!: Experimento Arcoíris De Bicarbonato

Además de poder realizar estos experimento tan divertidos con vinagre y bicarbonato, se ha demostrado anteriormente que estos reactivos también se usan en ámbitos cotidianos de la vida, como puede ser en la limpieza.

El pH extremo que presentan ambos productos, le proporciona propiedades muy interesantes.

👉 ¡Haz que tu cohete vuele y compite con tu familia! Seguro que alcanzas la Luna 💫 

REFERENCIAS

[1] Imagen 1. Cohete. https://pixabay.com/es/vectors/cohete-astronave-lanzamiento-fuego-7757105/    (Acceso en diciembre 2023)

[2] Concepto de reacción. https://educa-ciencia.com/REACCION-QUIMICA/   (Acceso en  noviembre 2023) 

[3] Explicación de la reacción del experimento. https://retoexperimenta.es/com-inflar-un-globus-amb-vinagre-i-bicarbonat-sodic/

 (Acceso en noviembre 2023) 

 

 [4] Imagen 2. Ejemplo de decoración para el cohete. 

https://zona-kids.com/blog/cohete-de-juguete-reciclado (Acceso en noviembre 2023)

[5] Imagen 3. Ejemplo de decoración para el soporte del cohete. 

https://www.pinterest.es/pin/771945192351622751/ (Acceso en noviembre 2023)

[6] Vídeo del experimento realizado. Imagen 5. Colocación  del cohete en el suelo y explosión.

https://youtu.be/TvWy4jZMEnA?si=P4bTF8AIooaXzujF  (Acceso en noviembre 2023)

[7] Imagen 6. Vinagre y bicarbonato utilizados en el experimento.

https://www.mercadona.es/ (Acceso en noviembre 2023)

[8] Información de los reactivos. https://www.products.pcc.eu/es/blog/acido-acetico-propiedades-y-aplicaciones-unicas/ (Acceso en noviembre 2023)

[9] Otros usos de los reactivos. https://www.elconfidencial.com/alma-corazon-vida/2021-08-19/limpiar-vinagre-bicarbonato-por-que-buenos_3222984/ (Acceso en diciembre 2023)

[10] Explicación de MOF. https://www.malvernpanalytical.com/es/industries/nano-materials/metal-organic-frameworks

[11] K.G. Liu, F. Bigdeli, A. Panjehpour, A. Larimi, A. Morsali, A. Dhakshinamoorthy, H. Garcia. Metal organic framework compisites for reduction of CO2. Ed. Elsevier. Coordination Chemistry, Volumen 498, octubre 2023, 215257. https://doi.org/10.1016/j.ccr.2023.215257

[12] Propiedades y actualidad del CO2: https://www.nationalgeographic.es/medio-ambiente/dioxido-de-carbono-por-que-es-malo-y-bueno   (Acceso en noviembre de 2023)

[13] Otros posibles experimentos. 

https://www.educaciontrespuntocero.com/familias/bicarbonato-experimentos/#Arcoiris-de-bicarbonato (Acceso en diciembre 2023)

[14] Inflar un globo con vinagre y bicarbonato. https://youtu.be/ICpGvc8Q6d4?si=Im_yiX2rsKs9egD8

[15] Experimento volcán en erupción. https://www.youtube.com/watch?v=MdWxLiK_tmE

[16] Experimento arcoíris de bicarbonato. https://youtu.be/s9EJS5HOOP4

ANA GRANADOS LÓPEZ

CLARA HERNÁNDEZ LUNA 

Estudiantes de cuarto del Grado de Química, en la Facultad de Ciencias de la Universidad de Córdoba, Curso 2023/24

29/12/2023