Bomba de vinagre

Objetivo didáctico

Visualizar una reacción química ácido-base mediante la producción de CO₂ gaseoso, que infla un globo sin intervención humana directa. El alumnado comprende que las reacciones químicas producen nuevas sustancias con propiedades distintas a las originales, y conecta este fenómeno con procesos naturales como la fermentación y la respiración celular.

Fundamento científico

El ácido acético del vinagre (CH₃COOH) reacciona con el bicarbonato de sodio (NaHCO₃) en una reacción de neutralización ácido-base que produce dióxido de carbono (CO₂), agua y acetato de sodio:

CH₃COOH + NaHCO₃ → CH₃COONa + H₂O + CO₂↑

El gas CO₂ producido ocupa volumen y escapa a través del cuello de la botella, inflando el globo. La velocidad de la reacción depende de la concentración del ácido, la temperatura y la superficie de contacto. Esta reacción es la base del funcionamiento de los extintores de CO₂, los polvos de hornear y los refrescos carbonatados.

Materiales (por grupo)

· Botella de plástico vacía (500 ml)
· Vinagre blanco (100 ml)
· Bicarbonato de sodio (2 cucharadas soperas)
· Globo de fiesta (resistente)
· Embudo pequeño
· Opcional: colorante alimentario para teñir el vinagre
· Opcional: termómetro para medir cambio de temperatura

Preparación previa

1. PVerter el vinagre en la botella antes de entregar los materiales al grupo para evitar derrames.
2. PUsar el embudo para meter el bicarbonato en el globo sin que caiga a la botella todavía.
3. PPreparar la pregunta de activación: «¿Qué produce el vinagre cuando reacciona con el bicarbonato? ¿Dónde van las burbujas?»
4. PHacer la prueba antes de clase: asegurarse de que el globo queda bien sellado alrededor del cuello de la botella.

Desarrollo paso a paso

1. 1Activación (3 min): Mostrar el vinagre y el bicarbonato por separado. «¿Son ácidos o bases? ¿Qué creen que pasará si los mezclamos?» Formular hipótesis escritas.
2. 2Cargar el globo (3 min): Con el embudo, introducir 2 cucharadas de bicarbonato dentro del globo. Evitar que caiga a la botella todavía. Sacudir suavemente para que el polvo quede en la base del globo.
3. 3Acoplar el globo (2 min): Con cuidado, estirar la boca del globo sobre el cuello de la botella que ya contiene el vinagre. El globo debe quedar bien sellado pero sin que el bicarbonato caiga todavía.
4. 4Lanzar la reacción (1 min): Levantar el globo para que el bicarbonato caiga al vinagre. Observar el efervescente inmediato y cómo el globo empieza a inflarse solo.
5. 5Observación y registro (5 min): ¿Cuánto tarda en inflarse? ¿Qué temperatura tiene la botella? ¿La reacción es exotérmica o endotérmica? Medir si es posible con termómetro.
6. 6Variaciones (3 min): Repetir con distintas cantidades de bicarbonato, o con agua caliente vs. fría, para observar cómo cambia la velocidad de la reacción.
7. 7Debate de cierre (3 min): «¿Qué nueva sustancia se ha producido? ¿El CO₂ que infló el globo existía antes de la reacción? ¿En qué otros procesos se produce CO₂?»

Preguntas guía

• ¿Es una reacción química o un cambio físico? ¿Cómo lo sabes?
• ¿Qué sustancias se han producido? ¿Son distintas al vinagre y al bicarbonato?
• ¿Por qué con agua caliente la reacción es más rápida?
• ¿Qué pasaría si usáramos ácido clorhídrico diluido en lugar de vinagre?
• ¿Los polvos de hornear usan esta misma reacción? ¿Por qué hacen crecer los bizcochos?

Conexiones curriculares

Reflexión y cierre

Un globo que se infla solo parece un truco de magia, pero es química en estado puro. El CO₂ que lo infla es una sustancia nueva, que no existía antes de mezclar los ingredientes. Esa es la diferencia fundamental entre física y química: en química, las sustancias se transforman en otras distintas. ¿Podemos «desinflar» el globo volviendo a separar el CO₂ en vinagre y bicarbonato? ¿Por qué no?