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¡Vamos a sumergirnos en el estudio de la vida y los organismos vivos con una nueva serie de experimentos de biología para niños! Todos ellos son fáciles y sencillos de hacer en casa o en el aula, y todos son líquidos o a base de agua, por lo que es probable que tengas todo lo que necesitas a mano para dar vida a estos proyectos científicos. Exploraremos la ósmosis, la cromatografía, la homogeneización, la transpiración, la acción capilar y la evaporación.

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Osmosis de ositos de goma

«Soluto» es un término general que se refiere a una molécula disuelta en una solución. En una solución de agua salada, por ejemplo, las moléculas de sal son los solutos. Cuanta más sal pongamos en la solución, más aumentaremos la concentración de solutos.

El agua se desplaza desde una zona con menor concentración de solutos a una zona con mayor concentración de solutos. Este movimiento de las moléculas de agua se llama «ósmosis». Para examinar el proceso de ósmosis y observar cómo funciona, podemos fijarnos en lo que les ocurre a los ositos de goma cuando se les deja en remojo en diferentes soluciones durante la noche.

Lo que necesitarás:

• Dos recipientes como cuencos, tazas o tarros
• Taza para medir
• Ositos de goma
• Sal
• Agua
• Regla

Direcciones

1. Agrega ½ taza de agua a cada uno de los dos recipientes vacíos. Añade 1 cucharadita de sal a uno de los recipientes y remueve bien.

1. Deja caer un osito de goma en cada recipiente y déjalo 8 horas o toda la noche.

1. Observa lo que le pasó a cada osito de goma. Compara los osos de goma entre sí, y también con un oso de goma que no se dejó en remojo durante la noche.

¿Qué ocurre?

La concentración de solutos dentro del oso de goma es mayor que la concentración de solutos en el agua corriente. Como resultado, en nuestro experimento, el agua fluyó hacia el oso de goma haciendo que se hinchara, y por eso el oso de goma creció durante la noche.

Lo mismo ocurre con el oso de goma colocado en la solución de agua salada. Sin embargo, la diferencia en la concentración de soluto no era tan grande, por lo que fluyó menos agua hacia el oso de goma. En otras palabras, se necesitó menos agua para equilibrar la concentración de solutos dentro y fuera del osito de goma. Por lo tanto, el oso de goma en la solución de agua salada creció menos que el oso en la solución de agua simple.

Puedes experimentar con diferentes concentraciones de soluto para ver cómo afecta al resultado. ¿Qué sucede cuando se añade el doble de sal al baño de agua de la noche? ¿Hay alguna cantidad de sal que se pueda añadir para mantener el oso de goma del mismo tamaño?

Explorando la cromatografía

La cromatografía es una técnica utilizada para separar los componentes de una mezcla. La técnica utiliza dos fases: una fase móvil y una fase estacionaria. Hay varios tipos de cromatografía, pero en este experimento, veremos la cromatografía de papel.

En la cromatografía de papel, la fase estacionaria es el papel de filtro. La fase móvil es el disolvente líquido que se mueve sobre el papel de filtro. Para este experimento, utilizaremos tinta de rotulador para examinar cómo funciona la cromatografía.

Lo que necesitarás:

• Tres recipientes transparentes, como vasos o tarros
• Filtros de café
• Alcohol para fregar
• Aceite vegetal
• Agua
• Marcador soluble en agua, cualquier color
• Marcador Sharpie, cualquier color
• Regla
• Lápiz

Direcciones

1. Marca un recipiente con una «A», un segundo recipiente con una «W» y un tercer recipiente con una «O.» Llena el fondo del recipiente «A» con alcohol de quemar, el recipiente «W» con agua y el recipiente «O» con aceite vegetal. Asegúrate de que el líquido de cada recipiente no suba más de ½ pulgada desde el fondo.

1. Saca tres filtros de café y mide 1 pulgada desde el fondo. Marque este punto dibujando una línea con el lápiz. Haz un punto sobre esta línea con el rotulador hidrosoluble. Haz lo mismo con el rotulador Sharpie.

1. Coloca un filtro de café en cada recipiente de forma que la parte inferior del filtro de café esté sumergida en el disolvente pero el disolvente NO toque los puntos de tinta del rotulador. El disolvente subirá por el filtro de café y pasará por los puntos. Observa lo que ocurre con los puntos a medida que el disolvente se desplaza sobre ellos.

¿Qué ocurre?

Lo semejante disuelve lo semejante, por lo que las sustancias interactuarán con los disolventes que sean similares a ellas. La tinta de marcador soluble en agua es polar, por lo que interactuará con fases móviles polares como el agua y el alcohol. Cuando un disolvente no polar como el aceite vegetal se mueve sobre ella, no interactuará y, por tanto, no se moverá.

La tinta de rotulador es «permanente» en el sentido de que no se puede lavar con agua. No es soluble en agua. Sin embargo, cuando el alcohol para fricciones se mueve sobre ella, vemos que la tinta Sharpie interactúa con ella. Esto se debe a que la tinta Sharpie contiene alcoholes. Siguiendo el principio de «lo semejante se disuelve en lo semejante», interactúa con el alcohol para fricciones.

Using Tie-Dyed Milk to Observe Homogenization

Las moléculas en una solución tienden a agregarse con otras moléculas que tienen una carga similar. Las moléculas de grasa, por ejemplo, se agruparán con otras moléculas de grasa. La leche está formada por diferentes tipos de moléculas, incluyendo grasa, agua y proteínas. Para evitar que estas moléculas se separen por completo y formen capas, la leche se somete a un proceso llamado homogeneización.

Incluso después de someterse a la homogeneización, sin embargo, las moléculas de grasa que flotan libres en la solución se juntarán cuando la leche se deje reposar sin alterar. Para visualizar este proceso, y lo que ocurre cuando esas moléculas se dispersan, podemos utilizar colorante alimentario y jabón para platos.

Lo que necesitarás:

• Leche entera
• Jabón de mesa
• 1 cuenco pequeño
• Indicaciones
  1. Vierte un poco de leche en un cuenco pequeño. No necesitas mucha leche para esto, sólo la suficiente para llenar el fondo del bol. Deja que la leche se asiente para que la superficie de la leche esté quieta antes de pasar al paso 2.
  1. Añade una gota de colorante alimentario a la superficie de la leche.
  1. Sumerge un bastoncillo de algodón en jabón para platos y toca con el bastoncillo la superficie de la leche, directamente adyacente a la gota de colorante alimentario. ¿Qué ocurre con el colorante alimentario?

  ¿Qué ocurre?

  ¿Has intentado alguna vez mezclar aceite y agua? Las moléculas de grasa del aceite, al igual que las de la leche, son «hidrofóbicas», lo que significa que no les gusta estar cerca de moléculas cargadas como el agua, y harán todo lo posible para mantenerse alejadas de ellas. Para conseguirlo, se agrupan. Como las moléculas de grasa son menos densas que el agua, los glóbulos de grasa flotan y forman una capa sobre el agua. En nuestro experimento, añadimos colorante alimentario a esta capa de glóbulos de grasa.

  El jabón para platos es un detergente. Las moléculas de los detergentes tienen un extremo hidrofóbico y otro hidrofílico. Debido a esto, son capaces de formar un puente entre las moléculas de grasa y las moléculas de agua, haciendo que los glóbulos de grasa se rompan y se dispersen. Lo que vemos cuando añadimos el jabón para vajilla es esta dispersión de los glóbulos de grasa, arrastrando el colorante alimentario con él y dando lugar a un hermoso patrón de coloración. El resultado es más espectacular si se añaden varias gotas de colorante alimentario y se incluye una variedad de colores.

  Hacer que el agua se desplace a través de la acción capilar

  

  Las toallas de papel están diseñadas para recoger rápidamente los derrames, absorbiendo mucho líquido con sólo unas pocas hojas. Pero, ¿qué tienen las toallas de papel para ser tan absorbentes? La respuesta es, en parte, la acción capilar.

  En este experimento, observaremos cómo funciona la acción capilar para que las toallas de papel sean eficaces. Utilizando nada más que toallas de papel y los principios que rigen la acción capilar, haremos que el agua se desplace de un recipiente a otro.

  Lo que necesitarás:

  • 3 recipientes (vasos o tarros)
  • Agua
  • Toallas de papel
  • Colorante para alimentos

  Direcciones

  1. Alinea los tres recipientes. Llena los dos recipientes de cada extremo con unos ¾ de agua. Añade varias gotas de colorante alimentario a cada uno de los frascos. El color que utilices depende de ti, pero el efecto funciona mejor si los dos colores se combinan para formar un tercer color. (Por ejemplo, el amarillo y el azul forman el verde.)
  1. Dobla una toalla de papel en 4 a lo largo. Coloca un extremo de la toalla de papel doblada en uno de los recipientes llenos de agua coloreada (asegúrate de que el extremo está sumergido en el agua) y deja que el otro extremo cuelgue en el recipiente vacío. Repite la operación con una segunda toalla de papel y el otro recipiente lleno.
  1. Deja reposar los recipientes durante cuatro horas. Compruébalos después de 1 hora, 2 horas y 4 horas. ¿Qué ves?

  ¿Qué ocurre?

  Las toallas de papel son muy porosas. Estos poros funcionan como pequeños tubos, o capilares, para extraer el agua. Dos propiedades permiten que esto ocurra. La primera es la adhesión. Las moléculas de agua son atraídas por las paredes de los capilares y se «pegan» a ellos. Esto se ve reforzado en nuestro experimento porque las toallas de papel están hechas de moléculas de celulosa que son muy atractivas para el agua. La segunda propiedad es la cohesión. A las moléculas de agua les gusta pegarse unas a otras. Juntas, estas dos propiedades permiten que el agua «viaje» a lo largo de la toalla de papel en contra de la gravedad, saliendo de un recipiente y cayendo en el otro.

  Las toallas de papel eficientes son más porosas que las marcas menos eficientes, lo que les confiere un mayor grado de absorción. Teniendo esto en cuenta, ¿cómo cree que diferiría el progreso observado en cada punto de tiempo si utilizara toallas de papel de baja calidad en lugar de toallas muy absorbentes? ¿Cómo esperarías que cambiara el color en el frasco del medio si utilizas una toalla de papel menos absorbente para hacer viajar el agua azul, y una toalla de papel más absorbente para hacer viajar el agua amarilla?

  Observación del xilema en el apio

  

  Todas las plantas necesitan agua para sobrevivir. Para mover el agua desde el suelo hasta sus brotes y hojas, las plantas han desarrollado un sistema de transporte de agua. Este sistema se llama «xilema». Podemos observar el movimiento del agua a través del transporte del xilema colocando tallos de apio en agua coloreada. El agua coloreada se mueve a través del tallo y hasta las hojas, haciendo visible el camino del agua a través de este sistema.

  Lo que necesitarás:

  • Un recipiente como una jarra o un jarrón
  • Apio
  • Colorante alimentario
  • Taza para medir
  • Agua

  Direcciones

  1. Agrega 1 taza de agua al recipiente vacío. Añade 2 gotas de colorante alimentario al agua (o las que sean necesarias para conseguir el color deseado) y remueve bien para mezclar.
  1. Elige un tallo de apio que tenga hojas adheridas a la parte superior. Corte aproximadamente 2,5 cm de la parte inferior del tallo.
  1. Coloque el tallo en posición vertical en el recipiente, asegurándose de que la parte inferior del tallo esté sumergida en el agua.
  1. Deje el apio fuera durante la noche. Observa lo que ocurre. Saca el apio del agua y ábrelo para ver mejor el camino que ha seguido el agua.

  ¿Qué ocurre?

  Las plantas utilizan un sistema llamado xilema para extraer el agua del suelo y transportarla a través del brote hasta sus hojas. Este proceso es pasivo, es decir, no requiere ninguna energía para producirse. Por eso el apio fue capaz de extraer agua durante la noche. El apio extrajo agua coloreada a través de su tallo mediante el sistema de transporte del xilema. El agua coloreada viajó hasta las hojas, manchándolas.

  El sistema de transporte del xilema puede verse más claramente cuando se corta el apio. El agua coloreada tiñe las células del xilema, haciéndolas visibles.

  Un fenómeno que impulsa el flujo de agua a través de una planta es la transpiración. Se llama transpiración al proceso por el cual el agua se evapora de las hojas de una planta. Qué crees que pasaría si repitiéramos el experimento utilizando un tallo de apio al que le hubiéramos cortado las hojas? Pruébalo y verás!

  Cómo hacer que llueva en el interior

  

  Una de las propiedades del agua es que puede existir en diferentes fases. Puede existir como líquido, que es la forma con la que estamos más familiarizados, y también puede existir como sólido (hielo), o como gas (vapor de agua). En este experimento, llevaremos el agua a través de dos de sus fases: líquida y gaseosa. Observaremos cómo la temperatura hace que el agua pase de una fase a otra. Esto nos permitirá tener una mejor idea de lo que ocurre con el agua en la naturaleza, y el papel que juega la temperatura en el ciclo del agua.

  Lo que necesitarás:

  • Un recipiente grande como una jarra
  • Un plato de cerámica
  • Agua
  • Hielo

  Direcciones

  1. Calienta aproximadamente ocho tazas de agua hasta que acabe de humear. Esto puede hacerse en la estufa o en el microondas, pero la estufa te dará más control sobre el proceso de calentamiento.
  2. Vierte el agua en el frasco hasta que esté completamente lleno y deja que el frasco repose durante cinco minutos. Esto calentará el tarro para el experimento. Después de cinco minutos, deseche el agua.
  3. Agregue suficiente agua calentada para llenar el frasco aproximadamente hasta la mitad. Cubre la abertura del tarro con el plato, asegurándote de que no pueda salir el vapor. Deja reposar el tarro durante 3 minutos. Observa lo que ocurre con el agua en el tarro. Anota cualquier cambio que veas.
  4. Después de que hayan pasado 3 minutos, coloca suficiente hielo encima del plato para cubrir su superficie. Observa lo que ocurre en el tarro.

  ¿Qué ocurre?

  El ciclo del agua es el responsable de producir la lluvia. El agua líquida se evapora, enviando vapor de agua a la atmósfera. Cuando el vapor de agua alcanza el aire más frío de la atmósfera superior, se condensa de nuevo en gotas de agua, formando nubes. Si se condensa demasiada agua, o si la temperatura se vuelve más fría, el agua condensada volverá a caer a la tierra en forma de lluvia.

  En este experimento, replicamos estas condiciones para producir «lluvia». Primero, dejamos que el agua calentada formara vapor de agua dentro del frasco. El vapor de agua llenó el espacio entre la superficie del agua y el plato. A continuación, añadimos hielo a nuestro plato, iniciando un rápido descenso de la temperatura. La temperatura más baja hizo que el vapor de agua se condensara. Esto se hizo visible en forma de gotas de agua que se acumulaban y corrían por los lados del frasco. Así es como se produce la lluvia. Hicimos que lloviera dentro de nuestro tarro

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