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13 abr. 2011

Experimento: Arena mágica!!!

La arena mágica es un juguete infantil que permite a los niños realizar figuras de arena dentro del agua. Se trata de un ejemplo de sustancia que repele al agua. Algunas sustancias tienen mucha afinidad por el agua, son hidrófilas, y se unen a ella con gran facilidad; con otras ocurre lo contrario, son hidrófobas, "huyen" del agua.

Material:

- Arena mágica (de venta en tiendas de juguetes)
- Recipiente de cristal
- Pala pequeña

Procedimiento:

Echamos agua en el recipiente de cristal y a continuación la arena. Veremos que los granos de arena permanecen juntos y podemos darles la forma que deseemos.

Al acabar podemos sacar la arena del agua y veremos que sale completamente seca.



¿Por qué ocurre esto?

Los granos de arena están formados por pequeños trozos de sílice (dióxido de silicio). Cuando se echa agua la arena corriente queda mojada ya que la sílice tiene afinidad por el agua, es hidrófila. La arena mágica, sin embargo, es arena normal que ha sido tratada con los vapores de un producto denominado trimetilhidroxisilano (CH3)3SiOH, de forma que los granos de arena quedan recubiertos de una película hidrófoba, que repele al agua. Además, se le añade un colorante para que el juguete sea mas atractivo.



¿Por qué unas sustancias se unen al agua y otras la repelen? Las sustancias están formadas por átomos enlazados, estos átomos tienen protones (cargas positivas) y electrones (cargas negativas). Cuando los átomos se unen, las cargas pueden distribuirse uniformemente dando lugar a una unión denominada apolar, o bien la distribución puede ser desigual y como consecuencia en las uniones de estos átomos aparecen polos, carga negativa por un lado y carga positiva por otro, en este caso la unión es polar. El agua es una sustancia polar, cuando a ella se acerca otro sustancia también polar (como la sílice) hay una atracción de tipo eléctrico, los polos se orientan y se atraen como las cargas eléctricas. El agua moja a la arena.



Cuando el agua se junta con una sustancia apolar (como el aceite) esta atracción no es posible, hay una repulsión. En consecuencia no se pueden mezclar el agua y el aceite. Lo mismo ocurre con la arena mágica, el recubrimiento apolar repele el agua y la arena no se moja. Así, al sacarla del agua permanece totalmente seca.

¿Para qué sirve la arena mágica?

La arena mágica se obtuvo por primera vez con el objetivo de recoger los vertidos de petróleo en el mar. La arena se une a la capa aceitosa, va al fondo y allí se recoge. La arena mágica es capaz de absorber gran cantidad de petróleo, pero este método resultó ser muy costoso y se han buscado otras soluciones.

También se puede utilizar en las zonas árticas para proteger y mantener a salvo del agua tuberías o aparatos, recubriéndolas de una capa de este producto.

Sigue experimentando

Podemos intentar comparar las propiedades de la arena normal y la arena mágica. Para ello, podemos tomar dos recipientes cada uno con un tipo de arena (normal y arena mágica), añadimos agua y observamos las diferencias a simple vista o con una lupa potente.

Tomamos una cantidad de arena mágica con agua y le añadimos aceite o petróleo comprobaremos su poder absorbente.

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