Experimento de tensión superficial con una moneda y agua

¿Sabías que si dejas caer gotas sobre una moneda, se forma una cúpula de agua? ¿Cuántas gotas de agua crees que se necesitan?

Este experimento es una propuesta de Barbara Vastenavond (Técnica del departamento de ingeniería química)

¿Qué necesitamos?

• 1 moneda de 20cts (sirve cualquier moneda)
• 1 cuentagotas (de un medicamento o una pipeta)
• 100 mL de agua
• 1 vaso transparente
• Colorante alimentario (azul o rojo) opcional

¿Cómo lo hacemos?

Llenamos un vaso con 100ml de agua. Le añadimos 2 gotas de colorante alimentario azul o rojo y removemos. Usamos el colorante, para que el efecto de la gota se vea mejor, por tanto es opcional ponerlo.

Lavad la moneda para eliminar cualquier suciedad y dejadla secar. Seguidamente la ponemos encima de una mesa o un vaso transparente para ver mejor el efecto. Tomamos el cuentagotas y absorbemos agua coloreada.

A continuación vamos dejando caer poco a poco pequeñas gotas sobre la moneda. Repartidlas por toda la moneda. Fijáos que las gotas se atraen y comienzan a formar una gran cúpula!

Una vez la moneda esté llena de agua, siguid añadiendo agua hasta que rebose. ¿Cuántas gotas habéis puesto antes de que la cúpula de agua se derramara?

¿Qué pasa?

La molécula de agua tiene carácter polar. Sus electrones están distribuidos de forma desigual en la molécula. Se acumulan más sobre el oxígeno y menos sobre el hidrógeno. Por este motivo podemos decir que hay una carga parcial negativa sobre el oxígeno y una carga parcial positiva sobre el hidrógeno. Por eso las moléculas de agua se atraen entre sí, ya que el extremo positivo de una molécula atrae el negativo de otra (y el negativo de una, atrae el positivo de otra).

Por eso, cuando vamos añadiendo las gotas sobre la moneda, éstas no se mantienen separadas, sino que se juntan en una única gota cada vez mayor.

Y en la superficie, esta cohesión entre moléculas se comporta como si fuera una película o membrana elástica en tensión, gracias al fenómeno de tensión superficial.

Una vez la gota ocupa toda la moneda, el líquido no fluye porque la tensión superficial del agua ejerce una fuerza de atracción, que tiende a hacer que esta gota grande adopte una forma esférica. La fuerza de atracción de las moléculas de la cúpula del agua tiran hacia dentro las partículas de agua de la gota, lo que hace que adopten la forma esférica. Pero esta fuerza tiene un límite y por tanto, si seguimos añadiendo gotas llega un momento que la fuerza no es lo suficientemente grande para mantenerlas unidas y es cuando el agua cae.

Sabías que ….? La tensión superficial del agua también es la razón por la que las burbujas tienen una forma esférica o que determinados insectos puedan caminar sobre la superficie del agua.