Construye la mejor varita de burbujas

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Conceptos clave
Química
Tensión superficial
Moléculas de agua

Introducción
¿Alguna vez has intentado soplar una burbuja y, por mucho que lo intentes, esa burbuja no se forma? ¿Por qué ocurre esto? ¿Por qué se forman las burbujas? ¿Y por qué a veces es más difícil soplar burbujas? En esta actividad exploraremos cómo se forman las burbujas y pondremos a prueba los límites del tamaño de nuestras burbujas

Antecedentes
Como ya sabrás, las burbujas dependen de la tensión superficial para mantenerse unidas. A las moléculas de agua les gusta aferrarse unas a otras y, al igual que los imanes se alinean y se adhieren a otros imanes por los que se sienten atraídos, las moléculas de agua se alinean unas con otras y forman enlaces de hidrógeno, creando tensión superficial. Esta tensión superficial permite que la superficie del agua actúe como una membrana elástica, estirándose y manteniendo una forma. Si dejas caer una pequeña cantidad de agua sobre un trozo de papel encerado, puedes ver un gran ejemplo de tensión superficial en acción. En lugar de salpicar o aplastarse, el agua formará pequeñas gotas esféricas en el papel. Estas gotas de agua pueden mantener su forma porque las moléculas de agua se atraen más entre sí que con el papel encerado. La fuerza de esa atracción ayuda a mantener la gota de agua unida.

La tensión superficial del agua es tan fuerte, de hecho, que nos impide soplar burbujas con sólo agua. Añadir jabón o detergente reduce la tensión superficial del agua, lo que permite la formación de burbujas. Lo hace creando espacio entre las moléculas de agua, disminuyendo la fuerza de su atracción mutua. Si piensas de nuevo en los imanes, cuando dos imanes están muy cerca el uno del otro, la atracción entre ellos es mucho más fuerte que cuando los separas lentamente. Decreasing the strength of the attraction between water molecules lowers the surface tension of the bubble solution, allowing bubbles to form!

Materials

  • Two dowel rods (At least half an inch diameter works best.)
  • Two screw eyes (a closed loop with a threaded base)
  • Yarn or baker’s twine (at least 18 feet)
  • Two washers
  • Bubble solution (Optional make-your-own bubble solution ingredients are listed below.)
  • A large bucket to hold bubble solution
  • Outdoor area with space to run!
  • An adult helper
  • A measuring tape
  • Scissors

Bubble Solution (Makes approximately one-half gallon.)

  • Eight cups of Water
  • One-half cup liquid dish soap (Blue Dawn works well.)
  • One tablespoon glycerin
  • One tablespoon baking powder

Preparation

  • This activity could get a little messy. A partir de este punto, ¡todo debe hacerse al aire libre!
  • Vierte la solución para burbujas en tu cubo. Si estás haciendo tu propia solución de burbujas, combina todos los ingredientes en tu cubo y remueve suavemente para combinarlos. (Intenta evitar crear una espuma espumosa en la superficie de la solución.)
  • Pide a tu ayudante adulto que te ayude a colocar un ojo de tornillo en un extremo de cada varilla.

      • Procedimiento

      • Corta un metro de hilo y pásalo por una arandela y por cada ojo de tornillo, formando un bucle. Ata el extremo del cordel (el nudo puede estar en cualquier parte). Esta es tu varita de burbujas!
      • Coloca tu cubo de solución de burbujas en un área abierta. Coloque su cinta métrica en el suelo, comenzando en su cubo y extendiéndose al menos 3 metros en la dirección en la que sopla el viento.
      • Sujete sus varillas en los extremos sin los ojos de tornillo. Toque suavemente los dos ojos de tornillo juntos, y sumerja completamente el hilo en la solución de burbujas.
      • Levante suavemente su varilla de la solución de burbujas. Separa los extremos de las varillas para abrir el bucle de hilo.
      • Sujeta la varita lejos de tu cuerpo y camina lentamente a lo largo de la cinta métrica, en la dirección del viento. Qué tamaño de burbuja crees que serás capaz de crear?
      • ¡Haz que tu ayudante adulto mida la longitud de la burbuja que creas! Inténtalo al menos cinco veces y recuerda la más larga.
      • Corta el cordel y retíralo de la varilla. Guarda la arandela!
      • Corta un metro y medio de cordel y pásalo por una arandela y cada ojo de tornillo, haciendo un bucle. Ata el extremo del cordel (el nudo puede estar en cualquier parte).
      • Repite los pasos anteriores para hacer la burbuja, utilizando la varilla más grande. Mide la burbuja más larga que puedas crear con el cordel de dos metros. Crees que estas burbujas serán más fáciles o más difíciles de formar?
      • Corta el cordel y retíralo de la varita. Guarda la arandela!
      • Corta un tramo de cordel de nueve pies y pásalo por dos arandelas y cada ojo de tornillo, haciendo un bucle. Ate el extremo del cordel. (El nudo puede estar en cualquier parte.)
      • Haz que tu ayudante adulto te ayude mientras repites los pasos para hacer la burbuja, con ambos sosteniendo la varita. Mide la burbuja más larga que puedas crear con el cordel de 3 metros. ¿Crees que serás capaz de crear burbujas con la varita de tres metros? Crees que podrían ser mucho más grandes?
      • Extra: Prueba la solución de burbujas. Prueba a quitar la glicerina o el polvo de hornear. Cómo afectan estos ingredientes a las burbujas que crea?
      • Extra: Deja que la solución de burbujas repose toda la noche y luego vuelve a intentar esta actividad. ¡Prueba a ver si consigues burbujas más grandes!

        • Observaciones y resultados
        En esta actividad has creado algunas de las burbujas más grandes posibles, ¡con sólo un poco de cuerda y algo de paciencia! Habrás comprobado que era más fácil crear las burbujas largas con el cordel más corto. A medida que el cordel se hacía más largo (especialmente a los nueve pies) puede haber sido más difícil que se formen las burbujas.

        Sabemos que las burbujas pueden mantener su forma como resultado de la tensión superficial. De hecho, la mezcla de solución de burbujas que constituye la superficie de una burbuja está compuesta por tres capas muy finas: jabón, agua y otra capa de jabón. Esto se denomina película de jabón. La tensión superficial de la capa de agua es lo que mantiene unida la burbuja. Por eso, cuando el agua entre las capas de jabón se evapora, la burbuja estalla. Para hacer burbujas más grandes y fuertes, necesitamos espesar las paredes de jabón, para evitar que el agua se evapore. Para ello, añadimos glicerina, para ayudar a espesar las paredes de jabón y mantener la burbuja unida. Esto hace que las burbujas sean más fuertes, más grandes y más duraderas.

        Sin embargo, en un momento dado, las burbujas son demasiado grandes para mantenerse unidas. Las burbujas más grandes tienen una mayor superficie, lo que significa más lugares para que las fuerzas externas, como la presión del aire y la gravedad, tengan efecto. Además, las burbujas más grandes tienen su propio peso que soportar. Imagina que construyes un túnel con LEGO. Puedes hacer un túnel muy largo con un diámetro menor. Sin embargo, si intentas hacer un túnel por el que pueda pasar un adulto, va a tener más problemas para soportar su propio peso. Esto es similar a lo que experimentaste con la varita de cuerda de 2 metros. El cuerpo de la burbuja era mucho más grande y, por lo tanto, mucho más frágil.

        Limpieza
        Vierte la mezcla de jabón por el desagüe.

        Más para explorar
        Bubble-ology, de Science Buddies
        Blow the Biggest Bubbles, de Scientific American
        The Chemistry of Clean: Haz tu propio jabón para estudiar la síntesis del jabón, de Science Buddies
        Sopla las mejores burbujas, de Scientific American
        Actividades científicas para todas las edades, de Science Buddies

        Esta actividad se realiza en colaboración con Science Buddies