jueves, 23 de abril de 2015

Experimentos de carbón

En la red hay muchas páginas con experimentos para hacer con materiales más o menos caseros y diverso grado de habilidad tecnológica. A mí las que más me gustan son la página de Manuel Díaz Escalera, del que tomo muchas ideas para hacer experimentos con niños. Como siempre digo no solo es que los experimentos estén bien y sean fáciles de adaptar, es que están muy bien explicados y clasificados, con lo que siempre encuentro lo que busco. No dejéis de visitarla: http://fq-experimentos.blogspot.com.es/

Mi compañero en Naukas Javier F. Panadero es un showman de la divulgación con experimentos asequibles a todo el mundo. Yo de mayor quiero ser como él. Su libro/vídeo Experimentos para entender el mundo debería estar en todas las bibliotecas educativas. Si no me creéis echadle un vistazo a algunos de sus vídeos, por ejemplo el de Naukas-Kids 2014

== Nota: Este post no está patrocinado == 

Nuestro (de mis colegas del INCAR y mío) particular granito de arena lo aportamos al campo del carbón y los materiales de carbono. También es posible hablar de estos materiales haciendo experimentos sencillos, y aquí os voy a contar cómo.

Fabricación de carbón

El carbón de verdad se forma por el efecto de la presión y la temperatura sobre restos vegetales.  Podríamos plantearnos la fabricación de carbón vegetal, pero como no apetece mucho ponerse a hacer hoyos en la tierra, llenarlos de madera, taparlos con tierra y prenderlos se puede hacer una aproximación con unos componentes muy sencillos: pan de molde y una tostadora.



El vídeo es del canal de Youtube de Ángel Menéndez https://www.youtube.com/user/asturcon24c , investigador científico del INCAR

Fabricación de negro de carbono

El negro de carbono es el nanomaterial de carbono del que se produce un mayor volumen.  Se puede sintetizar con un mechero y un vaso de cristal, pero desde que ví a Javi F. Panadero hacerlo con un globo de agua, le he copiado la idea. El negro de carbono (hollín) es un producto sólido que industrialmente se produce por un proceso denominado deposición catalítica en fase vapor (CVD por sus siglas en inglés) a partir de hidrocarburos ligeros, frecuentemente a partir de acetileno.


  El negro de carbono se utiliza para la fabricación de tóner de impresora, para neumáticos y puede utilizarse para revelar huellas dactilares, tomado del canal de Youtube del INCAR, a partir del minuto 5:38


Con el hollín se puede fabricar tinta china, y contar de paso que desde las cavernas hasta la actualidad seguimos usando carbón o materiales de carbono para escribir, dibujar o imprimir. Necesitamos un poco de negro de carbono (o de toner gastado) un poco de cera rallada y alcohol. Con esta mezcla (que no quede muy líquida) se puede pintar con un pincel o una pluma.
También podríamos contar aquí que a veces las tintas negras no son de negro de carbono sino que están compuestas por mezclas de otros colores, que se pueden separar por cromatografía en capa fina, usando por ejemplo una tiza como fase fija y como fase móvil una mezcla de acetona y etanol.



Fabricación de grafeno

Ya he contado este experimento más veces, porque me gusta la historia alrededor. Solo necesitamos cinta adhesiva, un lápiz y un papel.


A veces es difícil entender que los carbones no son todos iguales (aunque se pueden diferenciar por simple observación fijándonos en aspectos como el brillo, la densidad, el color de la raya y si manchan mucho o no) y que los materiales de carbono pueden tener propiedades muy diferentes así que un experimento muy sencillo para demostrar esto es el distinto comportamiento que muestran en agua dos materiales de carbono fáciles de conseguir, el negro de carbono y el carbón activo.

El negro de carbono puede fabricarse, como vimos antes, pero es más fácil sacarlo del tóner (gastado) de una impresora láser. Es cierto que esto no es negro de carbono puro, pero para los efectos es suficiente. El carbón activo puede conseguirse en tiendas de mascotas, es el carbón de filtro de los acuarios (los expertos en carbón te dirán que no es un carbón activo, que es un carbonizado, pero de nuevo para estos experimentos es suficiente). Eso sí, habrá que molerlo, porque suele venir en pellets.

En agua el negro de carbono flota, crea una capa en la superficie en la que se modifica mucho la tensión superficial del agua. El carbón activo por el contrario se dispersa.

Como conclusión, igual que la sal y el azúcar se parecen mucho a simple vista y son completamente diferentes en sus propiedades también los materiales de carbono nos permiten descubrir diferentes propiedades de la materia. ¡Aprovechémoslo!