El submarí químic

Docent 

Carles Muñoz Barrera

Centre educatiu

INS de Celrà

Any de presentació a Ciència entre tots

2026

Llistat de material necessari

• Proveta de 500 ml
• Erlenmeyer de 50 ml
• Bales de metall
• Globus
• Vinagre
• Bicarbonat de sodi

Com ho fem?

Omplim una proveta de 500 ml d'aigua. Introduïm un petit erlenmeyer amb un globus tapant la boca d'aquest. Dins l'erlenmeyer hi posem 10 ml de vinagre al 8%, 20 o 30 ml d’aigua i una o dues bales de metall. Dins el globus hi posem 1,5 g de bicarbonat de sodi, amb comte que no entri en contacte amb el vinagre. Pesem tot el conjunt.

Segons la nostra experiència ens calia assolir els 100 g de pes totalment, per tal que l’Erlenmeyer s’enfonsi. Per tant, és aconsellable fer diverses proves anotant el pes cada vegada. També, ajustar les quantitats de vinagre i bicarbonat de sodi, en funció de la mida del globus. Tot plegat és una oportunitat per fer una petita investigació a l'aula: definir les variables fixes, les dependents i les independents per fer un disseny òptim del submarí químic.

Quan deixem caure l'Erlenmeyer dins la proveta, s'enfonsa pel seu pes. Ara bé, quan el globus queda en posició vertical, fruit del descens vertical dins la proveta, el bicarbonat de sodi cau dins l'erlenmeyer, i reacciona amb el vinagre, generant diòxid de carboni, el qual infla el globus. Finalment, el conjunt de l'erlenmeyer i el globus acaben ascendint. A vegades, el globus queda una mica aixafat i costa que el bicarbonat caigui dins l'Erlenmeyer.

Quan el conjunt d’Erlenmeyer i globus arriba a dalt de tot, l’agafem i el tornem a pesar. Així també treballem el concepte de conservació de la massa en una reacció química.

Què observem?

Dins de l'Erlenmeyer es produeix una reacció d'àcid-base: el vinagre (àcid acètic) reacciona amb el bicarbonat de sodi (base) i es genera diòxid de carboni, inflant el globus.

Per què puja si el pes és el mateix? El pes total del conjunt (erlenmeyer + vinagre + bicarbonat + globus) no canvia (Llei de conservació de la massa). Llavors, flota a causa el canvi del volum i, per tant, un canvi en la densitat.

Comparativa amb un submarí: en l’experiment és, en essència, un "submarí químic". Ara bé, un submarí real per enfonsar-se omple els seus tancs amb aigua, en canvi, per pujar, injecta aire comprimit als tancs per treure l'aigua. Llavors, el submarí canvia el pes (substituint aigua per aire) per variar la densitat.
En canvi, el nostre Erlenmeyer és pesat i té poc volum d'aire, i per tant s'enfonsa, llavors la reacció crea gas que infla el globus (més volum), per tant, canvia el volum total (erlenmeyer+globus) per variar la densitat.
En definitiva, un submarí real juga amb la seva massa per variar la seva densitat, en canvi, el nostre Erlenmeyer juguem amb el volum per variar la seva densitat.

Paraules clau

Densitat, reacció àcid-base, variables independents

Grau de dificultat

Normal

Durada de l'experiència

5'

La podem reproduir utilitzant materials casolans/quotidians i no perillosos?

Sí