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Solubilidad: El agua es conocida como el "disolvente universal" porque puede disolver una gran variedad de sustancias. Esto se debe a su polaridad y a su capacidad para formar enlaces de hidrógeno. La molécula de agua (H₂O) tiene un extremo ligeramente negativo (el oxígeno) y dos extremos ligeramente positivos (los hidrógenos), lo que permite que se atraiga a otras moléculas polares y a compuestos iónicos, disolviéndolos eficazmente.

Densidad: La densidad del agua es de aproximadamente 1 g/cm³ a 4°C. Una propiedad interesante del agua es que su densidad cambia con la temperatura. A medida que se enfría, el agua se expande y, cuando se congela, se expande aún más debido a la formación de una estructura cristalina de los enlaces de hidrógeno en el hielo, lo que hace que el hielo flote en el agua líquida.

Objetivo:

Elaborar una lámpara de lava casera aprovechando la inmiscibilidad del aceite en agua y sus diferencias entre densidades.

Justificación:

Una lámpara de lava funciona principalmente debido a las diferencias en densidad y polaridad entre los líquidos involucrados, en este caso, aceite y agua. Cuando mezclas agua coloreada y aceite en una botella transparente, los dos líquidos no se mezclan. Esto se debe a que el agua y el aceite tienen diferentes densidades y polaridades. El agua es más densa que el aceite, por lo que se queda en el fondo, mientras que el aceite flota sobre ella. Además, las moléculas de agua y aceite no se atraen entre sí debido a sus diferencias en polaridad.

El colorante que se añade al agua se mezcla bien con ella, proporcionando una capa de color en la parte inferior de la botella. Este colorante no afecta la separación entre el aceite y el agua, ya que solo se disuelve en el agua. Esto ayuda a que el efecto visual de la lámpara de lava sea más atractivo y fácil de observar.

La magia realmente comienza cuando añades una aspirina efervescente, como Alka-Seltzer, a la mezcla. La aspirina se disuelve en el agua y produce burbujas de dióxido de carbono (CO₂). Estas burbujas se adhieren a las gotas de agua coloreada, haciéndolas menos densas y permitiéndoles flotar hacia arriba a través del aceite. Al llegar a la superficie, las burbujas de CO₂ escapan y las gotas de agua coloreada vuelven a ser más densas, cayendo nuevamente al fondo. Este ciclo de movimiento se repite, creando el efecto característico de "lava" en movimiento.

Referencias:

1. Le Couteur, P., & Burreson, J. (2004). “Napoleon's buttons: How 17 molecules changed history”. Penguin Books.

2. Chang, R. (2010). “Chemistry” (10th ed.). McGraw-Hill.

3. Tro, N. J. (2017). “Chemistry: A molecular approach” (4th ed.). Pearson.

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El calor específico o capacidad térmica, es una propiedad del agua que se refiere a la cantidad de energía necesaria para aumentar su temperatura por unidad de masa. Su fórmula es:

Q= mc ΔT

Objetivo:

Mostrar el calor específico como propiedad del agua mediante la realización de un experimento.

Justificación:

El agua dentro del globo absorbe el calor del fuego de la vela en vez del látex, lo que hace que el globo se caliente menos y resista más a romperse.

Globo resistente al fuego. (2013, agosto 27). Agua.org.mx. https://agua.org.mx/seccion_ninos/globo-resistente-al-fuego/

¿Qué es el CP del agua? (2020, julio 6). Fundación Aquae. https://www.fundacionaquae.org/wiki/cp-del-agua/amp/

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La capilaridad es una propiedad del agua que se refiere a su capacidad para ascender por un tubo o espacio estrecho, como un capilar, sin la necesidad de presión externa. Esto se debe a la tensión superficial del agua y a la atracción entre las moléculas de agua y las paredes del capilar.

Objetivo: Observar y explicar el fenómeno de capilaridad que presenta la molécula del agua.

Justificación: Se observa que el agua asciende por la tira de papel debido a la capilaridad, arrastrando consigo la tinta. La mancha de tinta se extiende hacia arriba, mostrando cómo el agua se mueve a través del papel poroso contra la fuerza de la gravedad.

Esto se debe a que cuando el papel entra en contacto con el agua, las moléculas del agua se adhieren a las moléculas del papel; la tensión superficial del agua y la adhesión entre las moléculas de esta y el papel hacen que el agua ascienda (esto porque la fuerza de adhesión es mayor que la fuerza de gravedad que actúa sobre el agua). A medida que el agua asciende, las moléculas de agua se mueven a través del papel poroso debido a la cohesión entre estas, y finalmente llevándose la tinta consigo creando la mancha que se observa.

Referencias: Khan Academy: "Capillary Action" (video)

-HyperPhysics: "Capilary Action" (video)

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Polaridad: es una propiedad de las moléculas que se refiere a la separación de cargas eléctricas en su interior

Objetivo: Observar y explicar la polaridad que presenta la molécula del agua.

Justificación: La materia tiene una propiedad inherente llamada carga, y la carga puede ser positiva o negativa. Las cargas opuestas se atraen entre sí y las cargas similares se repelen entre sí, lo que significa que la materia que tiene una carga puede afectar a otra materia que tenga una carga.

En el experimento de doblar el agua, por ejemplo, frotar un globo sobre un trozo de lana transfiere electrones (que tienen una carga negativa) al globo, lo que le da una carga negativa temporal. Esa carga ahora permite que el globo afecte la corriente de agua, doblando su trayectoria.

fuente: No title. (s/f). Translate.Goog. Recuperado el 5 de marzo de 2025, de https://study-com.translate.goog/learn/lesson/is-water-bending-real.html?_x_tr_sl=en&_x_tr_tl=es&_x_tr_hl=es&_x_tr_pto=wa

Polaridad_(química). (s/f). Quimica.es. Recuperado el 5 de marzo de 2025, de https://www.quimica.es/enciclopedia/Polaridad_%28qu%C3%ADmica%29.html

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La densidad: es la propiedad física de la materia que describe la relación entre la masa de una sustancia y el volumen que ocupa siendo una magnitud referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen, y puede utilizarse en términos absolutos o relativos.

P= m/v

Objetivo: Comprobar el cambio de la densidad del agua mediante la adición de sal (NaCl).

Justificación: La densidad del agua varía mediante la adición de solutos (en nuestro caso, la sal). El agua salada es más densa que el agua dulce. Al añadir sal al agua, conseguimos un líquido más denso que el agua sin sal, lo que hace que el empuje que sufre el huevo sea mayor y supere el peso del huevo, provocando que flote.

Fuente: A», Q. F. (s/f). Comprobar cómo cambia la densidad del agua mediante la adición de sal (NaCl). Csic.es. Recuperado el 4 de marzo de 2025, de https://www.csic.es/sites/default/files/2023-10/experimentos_agua.pdf

(S/f-b). Upc.edu. Recuperado el 4 de marzo de 2025, de https://upcommons.upc.edu/bitstream/handle/2099.1/9403/4.2.+Densidad.pdf?sequence=9