¡Hagamos nevar en un tubo de ensayo! Navidad brillante con cristales en casa (experimento de recristalización de cloruro de amonio)
Soy Ken Kuwako, entrenador científico. Cada día es un experimento.
¡Ya ha llegado la temporada navideña! Esa época en la que las calles brillan con iluminaciones preciosas y el corazón se llena de ilusión. Seguro que alguna vez te has quedado maravillado mirando los patrones de escarcha que aparecen de repente en los cristales de las ventanas o contemplando cómo caen suavemente los copos de nieve desde el cielo.
¿Y si te dijera que puedes crear ese paisaje mágico de invierno sobre tu propio escritorio, dentro de un pequeño tubo de ensayo? ¿No te parece emocionante? Hoy te presento un experimento científico, tan bello como inteligente, perfecto para una noche especial. El protagonista es el cloruro de amonio, un misterioso polvo blanco capaz de dar vida a cristales que parecen creados por hadas del invierno.
¿Copos de nieve cultivados en casa? ¡Atrévete con este experimento navideño!
¡Vamos a comenzar el experimento para crear tu propia “bola de nieve”! La preparación es sorprendentemente sencilla.
Como si estuvieras preparando una poción mágica, añade con cuidado 20 g de cloruro de amonio en 40 ml de agua caliente a unos 70 °C. El truco está en remover con paciencia hasta que todo se disuelva y la mezcla sea completamente transparente. Vierte esta “agua mágica transparente” en un recipiente de cristal, como un tubo de ensayo, y simplemente espera a que se enfríe en calma. Con solo esto, un hermoso paisaje invernal empezará a desplegarse ante tus ojos.
A la hora de hacer experimentos en casa, el mayor obstáculo suele ser el manejo del fuego. Por eso, quiero compartir una idea fantástica que aprendí del profesor Eiji Komori, especialista en educación científica: reutilizar una vieja arrocera eléctrica. Solo tienes que llenarla de agua en el modo “mantener caliente” e introducir los tubos de ensayo. Se convierte al instante en un dispositivo de baño maría seguro e ideal. Aquí puedes ver la olla eléctrica que yo utilizo.
Incluso puedes preparar el cloruro de amonio dentro de los tubos de ensayo de antemano y reutilizarlos año tras año; es muy práctico.
Olla eléctrica multiusos Zojirushi
Si llenas la olla con agua para calentarla y colocas dentro un vaso de precipitados con los tubos de ensayo, tendrás un control de temperatura perfecto. Calentar directamente sobre el fuego conlleva riesgos como la ebullición explosiva o que el cristal se rompa por el choque térmico. Sin embargo, con este método de baño maría, el calentamiento es suave, lo que facilita la observación y lo hace extremadamente seguro.
¿Qué clase de espectáculo nos espera? Echa un vistazo a este vídeo para ver ese momento de fantasía. Ver cómo los cristales crecen dentro del silencioso tubo de ensayo, casi como si tuvieran voluntad propia, te hará perder la noción del tiempo.
¿Por qué “nieva”? El misterio de la recristalización
¿Por qué aparecen estos cristales tan hermosos con solo enfriar un líquido transparente? La respuesta está en un fenómeno llamado recristalización. En realidad, esto es una versión en miniatura del mecanismo que hace que caiga la nieve del cielo.
El agua caliente puede disolver una gran cantidad de cloruro de amonio. Para que te hagas una idea, es como un “tren lleno de gente”. Pero a medida que la solución se enfría, la capacidad del “tren” (el agua) disminuye drásticamente. Entonces, el agua dice: “¡Ya no puedo llevar a nadie más! ¡Por favor, bajen del tren!”. Y así, el cloruro de amonio que ya no cabe es expulsado.
Esas partículas que se han quedado sin sitio empiezan a tomarse de las manos y a organizarse de forma ordenada. Eso es, precisamente, lo que forma los brillantes cristales. La nieve en la naturaleza nace de forma similar, cuando el vapor de agua en el aire se enfría y se agrupa en pequeños granos de hielo. Podríamos decir que lo que ocurre dentro del tubo de ensayo es una recreación a tamaño de bolsillo de los fenómenos meteorológicos de la Tierra.
Si te quedas con ganas de más y piensas: “¡Quiero hacer muchos más!” o “¡Quiero ver cristales más grandes!”, la web de Narika es una referencia excelente. Al cambiar las proporciones, la forma en que “nieva” y crecen los cristales varía, ¡así que es divertido diseñar tu propio paisaje invernal original!
El árbol de Navidad del mundo microscópico
Si observas estos bellos cristales a través de un microscopio, te espera un mundo aún más sorprendente que no se ve a simple vista.
¿No te parece ver formas ramificadas delicadamente, como plumas de ave o frondes de helecho? Esta estructura se llama “dendrita” o cristal dendrítico. Los patrones de escarcha que decoran las ventanas en invierno pertenecen a esta misma familia. Es como si en el mundo microscópico la naturaleza hubiera escondido árboles de Navidad secretos.
¡Incluso puedes crear gemas! El vasto mundo de los cristales
El mundo de la cristalización no se limita al cloruro de amonio. Por ejemplo, usando el familiar alumbre (que se usa a veces en la cocina), es posible cultivar cristales grandes con forma de octaedro, ¡auténticas joyas científicas!
¡Esta foto muestra un magnífico cristal de alumbre que los alumnos del club de ciencias cultivaron con mucha paciencia!
La razón por la cual las formas de los cristales varían tanto según la sustancia es que la forma de las moléculas y su manera de agruparse son únicas para cada compuesto. Podríamos decir que la personalidad de cada sustancia se manifiesta en su forma. No te pierdas estos vídeos para comparar qué aspecto tienen otras materias:
▼ Recristalización de nitrato de potasio (¡una lluvia de cristales como agujas afiladas!)
https://youtu.be/ZcwP2UCWqOs?t=1m50s
▼ Recristalización de yoduro de plomo (¡una belleza impresionante con nieve dorada!)
▼ Recristalización de alumbre (cómo se forman poco a poco joyas octaédricas)
¿Qué te ha parecido? Cuando miras con ojos científicos, los paisajes de invierno se vuelven aún más misteriosos y bellos. Esta Navidad, ¿por qué no te reúnes alrededor de una olla eléctrica en una habitación cálida y haces florecer tu propio milagro dentro de un tubo de ensayo?
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