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Experimentos > Química de cine: cómo aprender ciencia indagando sobre “efectos especiales.

Categorías: Reacciones químicas
Palabras clave: Densidad, Magia, Niebla, Reacciones, Reducción-Oxidación


Autor/es

Gabriel Pinto Ca��n, Marisa Prolongo Sarria y Jos� Vicente Alonso Felipe.
Filiación: Universidad Polit�cnica de Madrid (Madrid) e I.E.S. Manuel Romero (Villanueva de la Concepción, M�laga)
Dirección de e-mail: gabriel.pinto@upm.es


Qué se pretende demostrar

Se formulan preguntas para favorecer la indagación y aprender propiedades químicas y físicas variadas (reacciones ácido-base, redox y de formación de complejos, reacciones exotérmicas, indicadores ácido-base, recristalización de sales, densidad, índice de refracción, fuerzas intermoleculares, hidratación, sublimación, condensación, coloides, plásticos higroscópicos, pigmentos termocrómicos y otras).

Estas preguntas se sugieren, según el caso, antes (para favorecer la indagación) o después (para facilitar el análisis) de realizar experimentos. Las experiencias, además, se introducen en el contexto de su utilización para efectos especiales del cine y/o en “trucos de magia”. Ejemplos de cuestiones:

  • ¿Por qué se denomina “hielo seco” a una sustancia comercial? ¿Qué es? ¿Por qué se hunde en agua? En contacto con agua: ¿se forma humo o niebla? ¿Por qué no asciende como otros gases? ¿Por qué cambia de color un indicador ácido-base en agua al añadir hielo seco?
  • ¿Cómo se prepara la nieve artificial para filmación de películas?
  • ¿Cómo se simula la sangre producida por cortaduras en el cine y en el teatro?
  • ¿Se puede preparar una niebla que salga de forma violenta de una botella o “lámpara tipo árabe”, como si fuera un “genio”, al abrirla?
  • ¿Se puede usar una reacción química para simular una erupción volcánica en una maqueta?
  • ¿Hay alguna reacción química que se usara para generar la luz de flash en los orígenes de la fotografía?
  • ¿Qué es la kryptonita de las películas de Supermán? ¿Podemos preparar algo parecido? 
  • ¿Podemos hacer un objeto invisible al sumergirlo en un líquido?
  • ¿Cómo se puede preparar una tinta invisible como la utilizada por los espías en las películas?
  • ¿Cómo podríamos simular una cerveza de forma rápida? 

Finalmente, una vez demostradas las respuestas a todas estas preguntas, mediante la realización de reacciones químicas o procesos físicos, se puede incidir en la importancia de la química en el propio origen de la fotografía y del cine, con vocabulario como celuloide, filme, película, revelador, sales de plata, fotoquímica, etc. Para ello, se puede mostrar al auditorio (especialmente para el público más joven, que ha crecido con la fotografía digital) un carrete de fotos y comentar brevemente el proceso fotográfico.



Dirigido a

  • Gran Público
  • Secundaria
  • Universidad


Materiales necesarios

  • Vasos y otros recipientes, hielo seco (CO2 sólido), agua, indicadores (como azul de bromotimol y fenolftaleína), poliacrilato sódico en forma comercial (bolas y polvo para nieve artificial, accesibles en museos científicos o por internet en http://www.teachersource.com/), plásticos termocrómicos (juguetes comerciales), cloruro de hierro(III), tiocianato de amonio, permanganato de potasio, agua oxidenada (30% p/p), dicromato de amonio, cinta de magnesio, fertilizante comercial ADP (dihidrógenofosfato de amonio), hidróxido de sodio (o “desatascador” de tuberías comercial), ácido clorhídrico (o “agua fuerte” comercial), yoduro de potasio, y detergente.



Descripción

Experimentos que pueden realizarse en un aula (no precisan laboratorio). Muchos se detallan por los autores en la sección de enlaces y referencias bibliográficas.

  • Se introduce el hielo seco (CO2 sólido) mostrando su aspecto y discutiendo por qué se denomina así. Se vierte en agua y se observa que se hunde (más denso) y sublima (pasa directamente a gas burbujeando, dado que a temperatura ambiente se presenta como gas). Con indicador adecuado, como el azul de bromotimol, se cambia de color al pasar de medio neutro (o ligeramente básico si se añade un poco de base, como NaOH) a ácido (ver Fig. 1). Se demuestra el carácter ácido de la disolución carbonatada (se introducen lo que son las bebidas carbónicas). También se forma una niebla que sorprende porque se queda abajo (ilustración de ambientes misteriosos y de terror en cine y teatro). Se explica por la mayor densidad del CO2 frente al aire (por eso se usa en extintores). El frío que se produce en medio acuoso al añadir hielo seco se ilustra con envases de plásticos termotrópicos (cambian de color al descender la temperatura).
  • Inicialmente se disuelve un sobre de azúcar con media copa de agua. Al repetir lo mismo con un sobre “trucado” (contiene el polímero superabsorbente poliacrilato sódico en vez de azúcar), se forma gran cantidad de sólido con aspecto de nieve (ver Fig. 2). Se discute el principio de conservación de la masa, la aplicación del material (por ejemplo en pañales) y la preparación de la nieve artificial para rodar películas.
  • Sobre una mano (o guante de goma) se deposita con pincel una disolución de tiocianato de amonio o de potasio; al pasar por encima un cuchillo de plástico o una espada de juguete, mojados en disolución de cloruro de hierro(III), se forma el ión complejo [Fe(SCN)(H2O)5]2+ de color rojo y aspecto de sangre (ver Fig. 3).
  • En una botella opaca se introduce agua oxigenada (30% p/p). En el tapón (de corcho) se adhiere con hilo un paquete hecho con papel que contiene permanganato de potasio. Al abrir la botella cae el paquete al interior de la botella, produciéndose una rápida emisión de vapor: se produce una reacción redox en la que se forma oxígeno y agua. Al condensar (y proyectarse desde la disolución) parte del agua en forma de gotitas, se genera una niebla (Fig. 4), como la que aparece en las películas al salir el “genio” de una “lámpara maravillosa”.
  • Una experiencia química clásica, que sirve de introducción a la maquetación en cinematografía (Fig. 5), es la formación de reacciones redox que emiten gran cantidad de gases en procesos exotérmicos. Un ejemplo es la descomposición del dicromato de amonio. Para que se inicie, se utiliza una mecha de magnesio (al observarse la emisión de luz que produce su reacción con oxígeno para dar óxido de magnesio, se ilustra empleo para los primeros flashes en fotografía).
  • La cristalización de ADP (dihidrógenofosfato de amonio) en forma de grandes cristales verdosos puntiagudos se usa para discutir aspectos de cinematografía (como el nombre de cryptonita para un mineral inexistente, rememorando el nombre del gas noble “criptón”).
  • En un bote con agua se introduce dos días antes una bola de poliacrilato sódico comercial (mismo compuesto que el de la experiencia de la nieve artificial, pero en distinta forma física). Al hincharse por absorción de gran cantidad de agua no se ve (posee el mismo índice de refracción que el agua y no se produce refracción ni reflexión de la luz), pero si se vierte poniendo la mano, se observa una gran bola de agua que, además, permite discutir que las imágenes se ven al revés.
  • Otro ejemplo de “invisibilidad”, típico de películas de espías, es el uso de tintas que se hacen invisibles o no al rociarse con un líquido determinado. Un ejemplo consiste en escribir con una disolución de agua en la que se añaden unas gotas de indicador ácido-base de fenolftaleína (incoloro en medio ácido y neutro). Al añadir (por ejemplo con espray) una disolución de NaOH diluido (se puede preparar con “desatascador de tuberías” comercial que se diluye) se aprecia color fucsia en lo escrito. Si se rocía con disolución de HCl (se puede preparar con “agua fuerte” comercial que se diluye), el mensaje se vuelve de nuevo incoloro.
  • En un recipiente (queda más interesante si es una jarrita como las típicas para servir cerveza) se añade una cantidad de agua oxigenada (30% p/p), unas gotas de agua con detergente, y una cantidad de disolución acuosa de KI al 0,5 %. Se aprecia la formación inmediata de color amarillo, similar al de la cerveza, y de burbujas que forman una espuma. Se ha producido por la descomposición del agua oxigenada (en H2Oy O2) catalizada con IK. Parte del yoduro (I-) pasa a yodo (I2), lo que produce la tonalidad amarillenta.


Existe alg�n riesgo

Como para tantas reacciones químicas y procesos físicos, debe procederse sin miedo, pero con la adecuada precaución. Por ejemplo, no conviene que la “sangre artificial” se haga en la piel de los participantes, por si tuvieran algún tipo de alergia. Para las reacciones, especialmente las exotérmicas, se recomienda que los participantes se coloquen a una distancia prudencial. Además, debe indicarse que no se deben tocar ni las sustancias de partida ni las formadas en las reacciones, salvo excepciones, como la “nieve artificial” obtenida, que puede tocarse sin problema. Tampoco pueden comerse las sustancias obtenidas (en este caso es especialmente importante porque puede haber público que piense que la “cerveza artificial” fabricada se puede beber).



Imágenes

 


Enlaces

  • J. V. Alonso, “Taller de química espectacular”, E.T.S. de Ingenieros Industriales, Universidad Politécnica de Madrid, 2013. Accesible en: http://bit.ly/1mk0gSV
  • G. Pinto, M. L. Prolongo, “Una propuesta de divulgación científica: actividades festivas para niños y jóvenes… ¡cumple con la química!, Anales de química, 108 (3), 344-351 (2012).
  • Centro de Ciencia Principia de Málaga, “El genio de la botella” (video), accesible en: http://bit.ly/2dOYkIb


Para saber m�s

  • Aprendizaje Contextualizado de Física y Química: http://quim.iqi.etsii.upm.es/vidacotidiana/Inicio.htm



Observaciones

  • Se sugiere que los participantes formulen hipótesis y se discutan antes de realizar los experimentos.
  • También se sugiere que el personal que realiza los experimentos adopte un compromiso entre el “aspecto sorpresa” (mediante, por ejemplo, un enfoque de “truco de magia” en algún caso) y el rigor científico (con explicaciones detalladas según el nivel formativo de la audiencia).