Conceptos clave
Cristales
Saturación
Evaporación
Introducción
¿Sabías que puedes cultivar tus propios cristales en casa? Puedes hacerlo, ¡y es muy fácil! Los cristales tienen un patrón geométrico definido y, si todo va bien, los cristales que cultives estarán bien definidos, con ángulos rectos nítidos y caras lisas que varían de tamaño.
Contexto
La sal de mesa está hecha de muchos cristales diminutos. Cuando se mezclan estos cristales de sal con agua, se disuelven, perdiendo su forma cristalina. Cuando el agua se evapora, los cristales de sal vuelven a formarse. La ciencia de los cristales, o cristalografía, llama a los cristales con esta forma «cúbicos». Esta forma viene determinada por el modo en que los átomos individuales de la sal se agrupan, del mismo modo que la forma de un montón de naranjas vendría determinada por el modo en que se apilan. Los cristales de sal terminados deben ser sorprendentemente hermosos. La clave para que crezcan estos impresionantes cristales es la rápida evaporación y un poco de cuerda.
Materiales
- Un cuarto de taza de sal de mesa
- Una taza de agua
- Alrededor de un metro de cuerda de algodón
- Una cacerola (pide la ayuda de un adulto cuando trabajes con objetos calientes y uses la estufa.)
- Cuchara para remover una solución caliente
- Taza o frasco pequeño (Debe tener lados de al menos cinco pulgadas de alto y poder contener agua hirviendo.)
- Colorante para alimentos (opcional)
- Una bandeja o plato para sostener la taza
- Papeles o toalla para poner debajo del objeto (opcional)
Preparación
- Corta la cuerda en seis o siete trozos, cada uno de unos cinco centímetros de largo, y átalos juntos en un extremo para que parezcan un ramo de cuerda.
- Coloque la taza o el tarro en una superficie segura donde pueda permanecer sin ser molestado durante unos días. Utiliza periódicos o una toalla debajo del recipiente para proteger la superficie si es necesario.
Procedimiento
- Para preparar la solución salina pon el agua a hervir en el cazo.
- Añade aproximadamente una cuarta parte de la sal (opcional: un par de gotas de colorante alimentario). Mezclar con una cuchara para ayudar a la disolución. Qué ocurre con el aspecto del agua hirviendo?
- Continúa añadiendo y mezclando la sal hasta que no se disuelva más en el agua. ¿Cuánta sal has podido añadir antes de que dejara de disolverse? Ahora deberías tener una solución «sobresaturada». ¿Qué aspecto tiene ahora la solución? Podrías notar que se está formando una capa de cristales de sal en la superficie de tu solución.
- Apaga el fuego y vierte cuidadosamente la solución en tu taza.
- Sumerge cuidadosamente el extremo anudado de tus cuerdas en la solución y dispón las cuerdas de manera uniforme para que los extremos cuelguen sobre y alrededor del borde de tu taza. ¿Para qué crees que servirán las cuerdas? ¿Has notado que las cuerdas empiezan a absorber la solución de agua salada?
- Deje el recipiente en un lugar donde no lo molesten.
- Espere y compruebe de vez en cuando sus cristales. ¿Qué ves que ocurre después de una hora? ¿Un día? ¿Dos días?
- Extra: Una vez que la solución salina se evapora lo suficiente como para que ya no cubra el nudo de las cuerdas, puede repetir los pasos anteriores y hacer una nueva tanda de solución salina para añadir. Qué sucede en el transcurso del siguiente día o dos?
- Extra: Repite la actividad, pero esta vez utiliza diferentes longitudes de cuerda, colgando sobre diferentes objetos- en diferentes ángulos. ¿Cómo cambia esto la forma en que crecen sus cuerdas de sal?
- Extra: Intenta hacer tus cristales de diferentes colores añadiendo colorante alimentario. Haz una primera tanda de solución salina con un solo color. Espera hasta que los cristales hayan crecido y la solución se haya evaporado. Ahora haz una segunda tanda con un color diferente. Añádelo al mismo recipiente sin quitar los hilos. Qué ocurre cuando este segundo color se evapora y forma cristales?
Observaciones y resultados
Cuando añades sal al agua, los cristales se disuelven y la sal pasa a la solución. Pero no se puede disolver una cantidad infinita de sal en un volumen fijo de agua. Cuando se ha disuelto la mayor cantidad posible de sal en una solución, ésta está «saturada».
Este punto de saturación es diferente a distintas temperaturas; cuanto más alta es la temperatura, más sal puede mantenerse en la solución. Cuando se hierve un lote de agua salada, se cuece la sal y el agua a una temperatura extremadamente alta, por lo que el exceso de sal permanece en la solución. Pero cuando el agua salada empieza a enfriarse, hay más sal en la solución de lo que normalmente es posible. Por tanto, la solución está «sobresaturada» de sal.
La sobresaturación es un estado inestable, y las moléculas de sal comenzarán a cristalizar de nuevo en un sólido. Esto comienza en un sitio de «nucleación de cristalización», como el extremo difuso de la cuerda. La agitación o los empujones de cualquier tipo también pueden hacer que la sal sobresaturada comience a cristalizar.
En un par de días debería poder ver que sus cuerdas han engordado debido a la cristalización de la sal. Si continuas añadiendo solución salina cuando se haya evaporado por debajo del nudo, deberías ser capaz de hacer crecer largas estalactitas de cristal de sal.
Más para explorar
¿Qué son los cristales? De Science Kids at Home
Crystal Creations, de Exploratorium
How to Make Rock Candy, de WikiHow
Quick Crystal Cup, de Home Science Tools
Esta actividad se ha realizado en colaboración con Exploratorium