Build the Best Big-Bubble Wand

Concetti chiave
Chemistry
Surface tension
Water molecules

Introduzione
Hai mai provato a soffiare una bolla, e non importa quanto duramente ci provi: quella bolla semplicemente non si forma? Perché succede questo? Perché le bolle si formano? E perché a volte è più difficile fare le bolle? In questa attività esploreremo come si formano le bolle, e testeremo i limiti di quanto grandi possano diventare le nostre bolle!

Sfondo
Come forse sai, le bolle si basano sulla tensione superficiale per stare insieme. Alle molecole d’acqua piace aggrapparsi le une alle altre e, proprio come i magneti si allineano e si attaccano ad altri magneti da cui sono attratti, le molecole d’acqua si allineano le une alle altre e formano legami idrogeno, creando tensione superficiale. Questa tensione superficiale permette alla superficie dell’acqua di agire come una membrana elastica, allungandosi e mantenendo una forma. Se fai cadere una piccola quantità d’acqua su un pezzo di carta oleata, puoi vedere un grande esempio di tensione superficiale in azione. Invece di schizzare o appiattirsi, l’acqua formerà piccole gocce sferiche sulla carta. Queste gocce d’acqua possono mantenere la loro forma perché le molecole d’acqua sono più attratte l’una dall’altra che dalla carta oleata. La forza di questa attrazione aiuta a tenere la gocciolina d’acqua insieme.

La tensione superficiale dell’acqua è così forte, infatti, che ci impedisce di soffiare bolle di sola acqua. L’aggiunta di sapone o detergente abbassa la tensione superficiale dell’acqua, permettendo la formazione di bolle. Lo fa creando spazio tra le molecole d’acqua, diminuendo la forza della loro attrazione reciproca. Se pensi di nuovo ai magneti, quando due magneti sono molto vicini l’uno all’altro, l’attrazione tra loro è molto più forte di quando li separi 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. Da questo punto in poi tutto dovrebbe essere fatto all’aperto!

• Versa la soluzione per le bolle nel tuo secchio. Se stai facendo la tua soluzione per le bolle, combina tutti gli ingredienti nel secchio e mescola delicatamente per combinarli. (Cerca di evitare di creare una schiuma sulla superficie della soluzione.)
• Chiedete al vostro aiutante adulto di aiutarvi a fissare un occhiello a vite a un’estremità di ogni asta.

Procedura

• Tagliare una lunghezza di un metro di spago e farlo passare attraverso una rondella e ogni occhiello a vite, creando un anello. Legare l’estremità dello spago insieme (il nodo può essere ovunque). Questa è la tua bacchetta per le bolle! Posiziona il tuo metro a terra, iniziando dal tuo secchio ed estendendolo per almeno 10 piedi nella direzione in cui soffia il vento.
• Tieni le tue aste alle estremità senza gli occhielli a vite. Tocca delicatamente i due occhielli a vite insieme, e immergi completamente il filo nella soluzione di bolle.
• Solleva delicatamente la tua bacchetta dalla soluzione di bolle. Separare le estremità delle bacchette per aprire il ciclo del filo.
• Tenere la bacchetta lontana dal corpo e camminare lentamente lungo il nastro di misura, nella direzione del vento. Quanto grande di una bolla pensi di riuscire a creare?
• Fai misurare al tuo aiutante adulto la lunghezza della bolla che crei! Prova almeno cinque volte, e ricorda la più lunga.
• Taglia lo spago e rimuovilo dalla bacchetta. Conserva la rondella!
• Taglia una lunghezza di due metri di spago e infilalo in una rondella e in ogni occhio di vite, facendo un anello. Legare l’estremità dello spago insieme (il nodo può essere ovunque).
• Ripetere le fasi di creazione delle bolle di cui sopra, utilizzando la bacchetta più grande. Misurate la bolla più lunga che potete creare con lo spago da un metro e mezzo. Pensi che queste bolle saranno più facili o più difficili da formare?
• Tagliare lo spago e rimuoverlo dalla bacchetta. Conserva la rondella!
• Taglia una lunghezza di tre metri di spago e infilalo attraverso due rondelle e ogni occhio di vite, facendo un anello. Legare l’estremità dello spago insieme. (Il nodo può essere ovunque.)
• Fai assistere il tuo aiutante adulto mentre ripeti le fasi di creazione delle bolle, con entrambi in mano la bacchetta. Misurate la bolla più lunga che potete creare con lo spago da un metro. Pensi che sarai in grado di creare bolle con la bacchetta da tre metri? Pensi che potrebbero essere molto più grandi?
• Extra: Prova la soluzione per le bolle. Prova a rimuovere la glicerina o il lievito in polvere. Come influiscono questi ingredienti sulle bolle che crei?
• Extra: Lascia la soluzione per le bolle per una notte, poi riprova questa attività. Prova a vedere se ottieni bolle più grandi!

Osservazioni e risultati
In questa attività hai creato alcune delle più grandi bolle possibili, con solo un po’ di spago e un po’ di pazienza! Potresti aver scoperto che era più facile creare le bolle lunghe con lo spago più corto. Man mano che lo spago diventava più lungo (specialmente a nove piedi) potrebbe essere stato più difficile per le bolle formarsi.

Sappiamo che le bolle possono mantenere la loro forma come risultato della tensione superficiale. Infatti, la miscela di soluzione di bolle che costituisce la superficie di una bolla è composta da tre strati molto sottili: sapone, acqua e un altro strato di sapone. Questo è chiamato film di sapone. La tensione superficiale dello strato d’acqua è ciò che tiene insieme la bolla. Pertanto, quando l’acqua tra gli strati di sapone evapora, la bolla scoppia. Per fare bolle più grandi e più forti, abbiamo bisogno di addensare le pareti di sapone, per evitare che l’acqua evapori. Per fare questo, abbiamo aggiunto la glicerina, per aiutare ad addensare le pareti di sapone e tenere insieme la bolla! Questo rende le bolle più forti, grandi e durature.

Ad un certo punto, però, le bolle diventano troppo grandi per stare insieme. Le bolle più grandi hanno una superficie maggiore, il che significa più posti per le forze esterne, come la pressione dell’aria e la gravità, per avere un effetto. Inoltre, le bolle più grandi hanno il loro peso da sostenere. Immaginate di costruire un tunnel con i LEGO. Puoi fare un tunnel molto lungo con un diametro più piccolo. Se provi a fare un tunnel che un adulto potrebbe attraversare, tuttavia, avrà più problemi a sostenere il proprio peso. Questo è simile a quello che hai sperimentato con la bacchetta di spago da nove piedi. Il corpo della bolla era molto più grande, e quindi molto più fragile.

Pulizia
Versa la miscela di sapone nello scarico.

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Questa attività ti è stata proposta in collaborazione con Science Buddies