¿Fuerza de empuje o fuerza invisible?

¿Alguna vez te has preguntado si existe alguna forma de inflar un globo sin utilizar nuestros pulmones? Pues sí, la hay. Y para ello basta con realizar el experimento que explicamos a continuación.

En este experimento conoceremos varios aspectos importantes de la Física y la Química:

Por un lado, la reacción ácido-base que se da al mezclar bicarbonato sódico y vinagre (compuesto en su mayoría por ácido acético).

Y por otro lado, la fuerza de empuje, que es la responsable de que los cuerpos sumergidos en un fluido sufran un ascenso a la superficie.

¿Qué necesitaremos para nuestro experimento?

- Bicarbonato sódico

- Vinagre común

- Una balanza

- Una botella de plástico pequeña

- Un globo

1º Primero se introduce el vinagre en la botella, y el bicarbonato en el globo.

2º Después, se coloca el globo en el cuello de la botella y se pone la balanza a cero.

3º Ponemos la botella encima de la balanza y tomamos nota de la masa que indica la balanza (74 gramos).

4º Vaciamos el contenido del globo en la botella y observamos la reacción que ocurre.

Al final del proceso la balanza marca menos masa (73 gramos).

https://www.youtube.com/watch?v=xFAcJnjo4ys

EXPLICACIÓN

En primer lugar, el responsable de que el globo se haya inflado ha sido el CO2 producido en la reacción entre el ácido acético (vinagre) y el bicarbonato. Otros productos de la reacción son agua y acetato de sodio (CH3COONa). La reacción producida es la siguiente:

 CH3COOH +NaHCO3 → CH3COONa + H2O + CO2

En segundo lugar, vamos a explicar la diferencia de peso observada. Lo que ha ocurrido es que al hincharse el globo, se ha producido un aumento de volumen, y al estar el globo sumergido dentro de un fluido, que es el aire, este ha sufrido una fuerza de empuje hacia arriba.

Hay que recordar en primer lugar que el peso aparente es lo que marca la balanza: al principio cuando no mezclamos el bicarbonato con el vinagre la masa era de 74 gramos, y el empuje era 0, por tanto el peso aparente era de 74 gramos.

En cambio, tras producirse la reacción, el volumen del globo aumentó y en consecuencia el empuje también es mayor. Por tanto, al peso de 74 gramos hay que restarle el correspondiente empuje, dando lugar a un peso final de 73 gramos.

Esperamos que os haya servido de ayuda. ¡Nos vemos!