Crea una arena rara

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Cualquiera que haya pasado un día en la playa edificando castillos de arena sabe que el tipo de arena que se utiliza marca la diferencia. La arena seca no se adhiere ni forma grumos, por el contrario, fluye casi como un líquido. Si tomas un puñado de arena seca, es difícil evitar que se escurra entre tus dedos. Sin embargo, si le agregas un poco de agua a la arena seca, de repente se vuelve compactable y moldeable. ¡La arena húmeda se adhiere a sí misma, manteniendo su forma, ¡y ​​ puede esculpirse para formar torres o sirenas en la playa!

La combinación de las propiedades de la arena y el agua son las que hacen que la arena húmeda actúe de manera distinta a la arena seca. La arena es hidrofílica, o “amante del agua”, lo que significa que las moléculas de agua (H2O) pueden adherirse o pegarse directamente a ella. La adhesión de las moléculas de agua a los granos de arena explica por qué la arena se comporta de manera distinta cuando se moja; ¿pero por qué se aglomera la arena mojada? El agua tiende a mantenerse unida, una propiedad llamada cohesión. Esa tendencia hace que el agua forme una pequeña red de puentes entre los granos de arena individuales que los mantiene unidos.

Por el contrario, ¿qué sucede cuando cambias las propiedades de la arena para que se vuelva hidrófoba, o “repelente al agua”? ¿Seguirá adhiriéndose cuando se moje? Vamos a averiguarlo:

• Vierte un recipiente de arena en una capa delgada sobre una bandeja o una bandeja para hornear cubiertas. Guarda el otro recipiente con arena para la comparación.
• En un área bien ventilada y con la ayuda de uno de tus padres, rocía Scotchgard uniformemente sobre toda la superficie de la arena hasta que parezca mojada. Asegúrate de seguir las instrucciones de la etiqueta de seguridad y consulta nuestra política de proyectos aquí.
• Deja que la arena se seque en un área bien ventilada.
• Mezcla la arena con tus manos, y luego espárcela en la bandeja, y vuelve a rociarla con Scotchgard por segunda vez. Deja que se seque completamente en un área bien ventilada.
• Una vez que la arena esté completamente seca, rocía agua en una pequeña pila de ella. ¿Qué pasa?

• ¿En comparación con la arena normal, se siente diferente esta arena en tus manos? ¿Cambio de alguna manera el aspecto o textura de la arena después que la rociaras con Scotchgard? Describe lo que observas.
• Trata de mojar la arena con más agua. ¿Se adhiere la arena? ¿Se puede esculpir para crear formas o montículos? ¿Sería buena esta arena para hacer castillos de arena?
• ¿Según su reacción al agua, parece que la arena es hidrofóbica o hidrofílica,?
• ¿Qué sucede cuando sumerges la arena rara completamente en agua? Observa cuidadosamente la arena bajo el agua. ¿Son la apariencia y el comportamiento de esta arena rara distintos de los de la arena normal que ha estado sumergida en el agua? ¿Por qué crees que sucede esto?
• Saca la arena del agua. ¿Qué aspecto tiene ahora? ¿El agua humedeció la arena, o la arena repelió el agua?

Scotchgard es un revestimiento que protege las superficies de las manchas. Es altamente hidrófobo, por lo que repele los líquidos a base de agua. Cuando le aplicas una capa de Scotchgard a la arena, pasa de ser hidrofílica a hidrofóbica, evitando así que el agua se le adhiera. Es por ello que el agua cayó en los granos de arena rara como lo haría en un impermeable (otro material hidrófobo). Las arenas hidrófobas son super divertidas, tan divertidas que se han vendido como un tipo especial de juguete, llamado “arena mágica.”

• Haz preguntas: ¿qué crees que pasaría si usaras otro líquido en vez de agua para tratar de mojar tu arena rara?
• Cambia el experimento: prueba con otros líquidos, como el aceite vegetal, para ver si puedes convertir tu arena rara en un material para edificar castillos. Luego, utiliza una sustancia diferente para hacer que la arena normal se comporte de forma extraña. Mezcla ¼ taza de almidón de maíz con tu arena. Añade lentamente ¼ de taza de jabón líquido para platos a tu mezcla de almidón de maíz y arena. ¿Cuál es la diferencia entre esta arena nueva y la arena normal? ¿en qué difiere del área rara que creaste con Scotchgard?
• Haz una conjetura: basándote en tus observaciones de esta arena de almidón de maíz y jabón líquido para platos, ¿crees que haya “puentes” entre las partículas de arena como los hay en la arena mojada normal? ¿Por qué o por qué no?
• Pronostica lo que sucederá: haz algunas observaciones de cómo el jabón para platos interactúa con el agua y cómo el almidón de maíz interactúa con el agua. Sobre la base de tus observaciones, ¿cómo crees que esta arena de almidón de maíz y jabón para platos reaccionará ante la presencia del agua? ¿En qué se diferenciará su reacción de la reacción de la primera arena rara que creaste? ¡Comprueba tu pronóstico!
• Documenta los resultados de tu experimento: toma fotografías de cada uno de los tipos de arenas que creaste, teniendo cuidado de documentar su textura, apariencia y capacidad de compactación, y cómo cambió al agregar agua.
• Cuéntales a otras personas: ¡enséñales a otras personas lo que aprendiste! Trabaja en equipo para encontrar otras sustancias hidrófobas o hidrofílicas, y experimenta con diferentes arenas y mezclas.