Simple Science Experiments

Science doesn't only happen in laboratories full of expensive equipment and people in white coats. Many basic ideas in physics, chemistry and biology can be shown on a kitchen table with things you already have at home: vinegar, salt, milk, a glass bottle or a sewing needle.

La ciencia no solo se hace en laboratorios llenos de aparatos caros y de gente con bata blanca. Muchas ideas básicas de la física, la química y la biología se pueden mostrar en la mesa de la cocina con cosas que ya tenemos en casa: vinagre, sal, leche, una botella de cristal o una aguja de coser.

Experiments like these are fun, but they also teach something useful: the world follows rules that we can discover and understand. When a child watches baking soda fizz in vinegar and asks why, they are doing what scientists do: watching carefully and looking for an explanation. Here are some of the best experiments to try at home, with a short explanation of what is really going on in each one.

Estos experimentos son divertidos, pero también enseñan algo útil: el mundo sigue unas reglas que podemos descubrir y entender. Cuando un niño ve cómo el bicarbonato burbujea en el vinagre y pregunta por qué, está haciendo lo mismo que hacen los científicos: observar con atención y buscar una explicación. Aquí tienes algunos de los mejores experimentos para hacer en casa, cada uno con una breve explicación de lo que ocurre realmente.

Baking soda and vinegar is the classic piece of kitchen chemistry. Baking soda is sodium bicarbonate, a base, and vinegar contains acetic acid. When the two meet, they react and produce carbon dioxide gas, water and a salt called sodium acetate. The carbon dioxide is what makes the mixture fizz and bubble.

El bicarbonato con vinagre es el clásico de la química de cocina. El bicarbonato sódico es una base, y el vinagre contiene ácido acético. Cuando se juntan, reaccionan y producen dióxido de carbono, agua y una sal llamada acetato de sodio. El dióxido de carbono es lo que hace que la mezcla burbujee y haga espuma.

For a better show, put a pile of baking soda in a small cup or bottle, then add a few drops of food coloring and a squirt of dish soap to the vinegar before you pour it in. The soap traps the gas in bubbles, so you get a thick, colorful foam that pours over the sides like lava. The idea behind it, that acids and bases react with each other, is one of the basics of chemistry. Acids and bases are all around us: in lemon juice and soap, in cleaning products and in our own stomachs, where hydrochloric acid helps break down food.

Para que quede más vistoso, pon un montoncito de bicarbonato en un vaso pequeño o una botella y, antes de verter el vinagre, añádele unas gotas de colorante alimentario y un chorrito de lavavajillas. El jabón atrapa el gas en burbujas, así que se forma una espuma espesa y de colores que rebosa como si fuera lava. La idea que hay detrás, que los ácidos y las bases reaccionan entre sí, es uno de los fundamentos de la química. Los ácidos y las bases están por todas partes: en el zumo de limón y el jabón, en los productos de limpieza y en nuestro propio estómago, donde el ácido clorhídrico ayuda a descomponer los alimentos.

Drop a few raisins into a glass of sparkling water or clear soda. At first they sink to the bottom. Then, one by one, they slowly rise to the top, sink again and keep going up and down for a long time. The raisins are showing you how density and buoyancy work.

Echa unas cuantas pasas en un vaso de agua con gas o de refresco transparente. Al principio se hunden hasta el fondo. Luego, una a una, suben despacio hasta la superficie, vuelven a hundirse y siguen subiendo y bajando durante mucho tiempo. Las pasas te muestran cómo funcionan la densidad y la flotación.

A raisin sinks because it is denser than the liquid. On the bottom, though, bubbles of carbon dioxide stick to its wrinkled skin. Each bubble works like a tiny life jacket: the raisin and its bubbles take up more space without getting much heavier, so together they become less dense than the water and float up. At the surface many of the bubbles burst, the raisin is denser than the water again, and down it goes. This goes on until the drink goes flat. Many fish use a similar trick: they control their depth by adding gas to an organ called the swim bladder or letting gas out of it.

Una pasa se hunde porque es más densa que el líquido. Sin embargo, en el fondo se le pegan a la piel arrugada burbujas de dióxido de carbono. Cada burbuja funciona como un diminuto chaleco salvavidas: la pasa y sus burbujas ocupan más espacio sin pesar mucho más, de modo que juntas son menos densas que el agua y suben. En la superficie muchas burbujas revientan, la pasa vuelve a ser más densa que el agua y baja otra vez. Esto continúa hasta que la bebida pierde el gas. Muchos peces usan un truco parecido: controlan la profundidad a la que nadan llenando de gas un órgano llamado vejiga natatoria o vaciándolo.

Growing crystals is one of the most rewarding experiments you can do at home, and all you need is salt or sugar, hot water and patience. The process is called crystallization, and it shows how neatly matter is organized at the smallest scale.

Cultivar cristales es uno de los experimentos caseros más gratificantes, y solo hace falta sal o azúcar, agua caliente y paciencia. El proceso se llama cristalización y muestra lo ordenada que está la materia a la escala más pequeña.

Stir salt into hot water until no more will dissolve. This is called a saturated solution. Pour it into a glass and hang a rough piece of string into it from a pencil laid across the top. Over the next few days the water slowly evaporates, and the liquid that is left can't hold all the salt. The extra salt comes out of the solution and settles on the string. Little by little, small crystals with flat faces and straight edges appear. Salt crystals are often shaped like tiny cubes, because inside them sodium and chloride ions are arranged in a cubic pattern that repeats millions of times. Nobody designs this shape; it comes from the chemistry itself.

Remueve sal en agua caliente hasta que ya no se disuelva más. Esto se llama una disolución saturada. Viértela en un vaso y cuelga dentro un trozo de cordel áspero atado a un lápiz apoyado sobre el borde. En los días siguientes el agua se evapora poco a poco y el líquido que queda no puede retener toda la sal. La sal sobrante sale de la disolución y se deposita en el cordel. Poco a poco aparecen pequeños cristales de caras planas y aristas rectas. Los cristales de sal suelen tener forma de cubitos diminutos, porque en su interior los iones de sodio y de cloruro están ordenados en un patrón cúbico que se repite millones de veces. Nadie diseña esa forma; nace de la propia química.

This classic experiment shows the force of the air around us. You need a glass bottle whose neck is a little narrower than a peeled hard-boiled egg, and a few thin strips of paper. With an adult's help, light the paper, drop it into the bottle and quickly set the egg on the opening. Soon after the flame goes out, the egg is squeezed through the neck and drops into the bottle, sometimes with a loud pop.

Este experimento clásico muestra la fuerza del aire que nos rodea. Necesitas una botella de cristal con el cuello un poco más estrecho que un huevo duro pelado y unas cuantas tiras finas de papel. Con la ayuda de un adulto, enciende el papel, échalo dentro de la botella y coloca rápidamente el huevo sobre la boca. Poco después de que se apague la llama, el huevo se cuela a presión por el cuello y cae dentro de la botella, a veces con un fuerte «plop».

Here is what happens. The fire heats the air in the bottle, the air expands, and some of it escapes past the egg. When the flame goes out, the air that is left cools and its pressure drops. Now the air outside pushes harder than the air inside, and it forces the egg into the bottle. People often say that the fire uses up the oxygen, but that has only a small effect; the cooling of the air does most of the work. The same difference in pressure makes suction cups stick to tiles and lets you drink through a straw. We rarely notice air pressure, but at sea level it presses on every square centimeter of your body with the weight of about one kilogram.

Esto es lo que ocurre. El fuego calienta el aire de la botella, el aire se expande y una parte se escapa por los lados del huevo. Cuando la llama se apaga, el aire que queda se enfría y su presión baja. Entonces el aire de fuera empuja con más fuerza que el de dentro y mete el huevo en la botella. Se suele decir que el fuego gasta el oxígeno, pero eso influye poco; la mayor parte del trabajo la hace el enfriamiento del aire. La misma diferencia de presión hace que las ventosas se peguen a los azulejos y que podamos beber con pajita. Casi nunca notamos la presión del aire, pero al nivel del mar empuja sobre cada centímetro cuadrado de nuestro cuerpo con el peso de alrededor de un kilo.

You can make a working compass with a steel sewing needle, a small magnet, a bowl of water and a leaf or a thin slice of cork. Stroke the needle with one end of the magnet about 30 times, always in the same direction. This lines up tiny magnetic regions inside the steel and turns the needle into a weak magnet for a while. Lay the needle on the leaf and float it on still water. It will slowly turn until it points north and south, in line with Earth's magnetic field.

Puedes hacer una brújula que funcione con una aguja de coser de acero, un imán pequeño, un cuenco con agua y una hoja de árbol o una rodaja fina de corcho. Frota la aguja con un extremo del imán unas 30 veces, siempre en la misma dirección. Así se alinean unas diminutas zonas magnéticas dentro del acero y la aguja se convierte durante un tiempo en un imán débil. Pon la aguja sobre la hoja y déjala flotar en agua quieta. Girará despacio hasta señalar el norte y el sur, alineada con el campo magnético de la Tierra.

The compass is one of the great inventions in the history of navigation. In 1088 the Chinese scholar Shen Kuo described a magnetized needle that pointed north and south, and a few decades later Chinese sailors were using compasses at sea. By the end of the 12th century they had reached Europe too. For centuries nobody knew why they worked. Only in 1600 did the English scientist William Gilbert suggest that Earth itself behaves like a giant magnet. Earth's magnetic field does more than guide compass needles: it also turns aside most of the solar wind, a stream of charged particles from the Sun, and so helps protect our atmosphere.

La brújula es uno de los grandes inventos de la historia de la navegación. En 1088 el sabio chino Shen Kuo describió una aguja imantada que señalaba el norte y el sur, y unas décadas más tarde los marineros chinos ya usaban brújulas en el mar. A finales del siglo XII también habían llegado a Europa. Durante siglos nadie supo por qué funcionaban. No fue hasta 1600 cuando el científico inglés William Gilbert propuso que la propia Tierra se comporta como un imán gigante. El campo magnético terrestre no solo orienta las agujas de las brújulas: también desvía la mayor parte del viento solar, un flujo de partículas con carga que llega del Sol, y así ayuda a proteger nuestra atmósfera.

Pour some whole milk into a shallow plate and add drops of different food coloring near the middle. Now dip a cotton swab in dish soap and touch it to the center of the milk. The colors suddenly rush outward and swirl around the plate in bright, changing patterns. Few experiments you can do at home look this impressive.

Echa un poco de leche entera en un plato llano y añade gotas de colorantes alimentarios de distintos colores cerca del centro. Ahora moja un bastoncillo de algodón en lavavajillas y toca con él el centro de la leche. De repente los colores salen disparados hacia fuera y se arremolinan por el plato formando dibujos brillantes que no paran de cambiar. Pocos experimentos caseros resultan tan espectaculares.

The explanation has to do with surface tension and fat. Water molecules at the surface of the milk pull on each other, so the surface acts a bit like a thin, stretched skin. Soap weakens this pull where it touches the milk. The rest of the surface, which still pulls strongly, drags the liquid away toward the edges and carries the colors with it. At the same time, soap molecules attach to tiny drops of fat and protein in the milk and keep the liquid moving for a while. The food coloring simply makes this movement visible. Soap cleans greasy plates in a similar way: one end of a soap molecule is attracted to water and the other end to fat, so soap surrounds bits of grease and lets the water wash them away.

La explicación tiene que ver con la tensión superficial y la grasa. Las moléculas de agua de la superficie de la leche se atraen unas a otras, así que la superficie se comporta un poco como una piel fina y tensa. El jabón debilita esa atracción allí donde toca la leche. El resto de la superficie, que sigue tirando con fuerza, arrastra el líquido hacia los bordes y se lleva los colores consigo. Al mismo tiempo, las moléculas de jabón se unen a diminutas gotas de grasa y de proteína de la leche y mantienen el líquido en movimiento durante un rato. El colorante solo hace visible ese movimiento. El jabón limpia los platos grasientos de forma parecida: un extremo de la molécula de jabón es atraído por el agua y el otro por la grasa, de modo que el jabón rodea los restos de grasa y deja que el agua se los lleve.

Invisible ink isn't only a children's game. Spies used it for centuries, including during the American Revolution and both World Wars. The simplest version uses lemon juice. Dip a cotton swab in lemon juice and write a message on white paper. Let it dry completely, and the writing disappears. To read it, ask an adult to run a hot iron over the paper, and the letters slowly appear in brown.

La tinta invisible no es solo un juego de niños. Los espías la usaron durante siglos, por ejemplo en la guerra de independencia de Estados Unidos y en las dos guerras mundiales. La versión más sencilla se hace con zumo de limón. Moja un bastoncillo en zumo de limón y escribe un mensaje en un papel blanco. Deja que se seque del todo y la escritura desaparecerá. Para leerla, pide a un adulto que pase una plancha caliente por encima del papel, y las letras irán apareciendo de color marrón.

The chemistry is simple. Lemon juice contains sugars, citric acid and other substances. When they are heated, they break down and start to burn at a lower temperature than paper does, so the writing turns brown while the paper around it stays white. Part of this change is oxidation, a reaction with the oxygen in the air. Oxidation is one of the most common chemical reactions around us: it helps turn a cut apple brown and old paper yellow, and it is also what makes iron rust.

La química es sencilla. El zumo de limón contiene azúcares, ácido cítrico y otras sustancias. Al calentarse, se descomponen y empiezan a quemarse a una temperatura más baja que el papel, así que la escritura se vuelve marrón mientras el papel de alrededor sigue blanco. Parte de este cambio es una oxidación, una reacción con el oxígeno del aire. La oxidación es una de las reacciones químicas más comunes a nuestro alrededor: contribuye a que una manzana cortada se ponga marrón y el papel viejo amarillee, y es también lo que hace que el hierro se oxide.

Many famous scientists started out with very simple equipment. Michael Faraday grew up poor in London and had little schooling. At 14 he became an apprentice to a bookbinder, read the science books that passed through the shop and tried out their experiments with homemade equipment. Later, working at the Royal Institution, he discovered electromagnetic induction in 1831. This is the principle behind the generators that produce most of our electricity today.

Muchos científicos famosos empezaron con un material muy sencillo. Michael Faraday creció en una familia pobre de Londres y apenas fue a la escuela. A los 14 años entró como aprendiz en el taller de un encuadernador, leyó los libros de ciencia que pasaban por allí y probó sus experimentos con aparatos hechos por él mismo. Más tarde, cuando trabajaba en la Royal Institution, descubrió la inducción electromagnética en 1831. En ese principio se basan los generadores que hoy producen la mayor parte de nuestra electricidad.

Doing science is less about equipment than about a way of thinking: asking questions, planning tests, predicting what will happen and changing your ideas when the evidence says so. These skills can be learned at any age and on any budget. An experiment that doesn't go as expected isn't a failure if it leads to a new question. Some important discoveries began as surprises: Alexander Fleming found penicillin in 1928 when mold grew on one of his dishes of bacteria, Wilhelm Röntgen discovered X-rays in 1895, and Percy Spencer came up with the microwave oven after a chocolate bar melted in his pocket while he stood next to radar equipment.

Hacer ciencia tiene menos que ver con el material que con una forma de pensar: hacer preguntas, planear pruebas, predecir lo que va a pasar y cambiar de idea cuando los datos lo indican. Estas habilidades se pueden aprender a cualquier edad y con cualquier presupuesto. Un experimento que no sale como se esperaba no es un fracaso si lleva a una pregunta nueva. Algunos descubrimientos importantes empezaron con una sorpresa: Alexander Fleming encontró la penicilina en 1928 cuando creció moho en una de sus placas de bacterias, Wilhelm Röntgen descubrió los rayos X en 1895 y a Percy Spencer se le ocurrió el horno microondas después de que se le derritiera una chocolatina en el bolsillo mientras estaba junto a un equipo de radar.

Science is everywhere at home: in the bubbles in a glass of soda, the frost on a winter window, the colors of a sunset and the way soap removes grease. All of these everyday things can be explained, and many of them can be tested with simple experiments. In some ways a home is a good laboratory, because the questions come from real life.

La ciencia está por toda la casa: en las burbujas de un vaso de refresco, en la escarcha de una ventana en invierno, en los colores de una puesta de sol y en la forma en que el jabón quita la grasa. Todas estas cosas cotidianas tienen explicación, y muchas se pueden comprobar con experimentos sencillos. En cierto modo, una casa es un buen laboratorio, porque las preguntas salen de la vida real.

So when something in the kitchen, garden or bathroom surprises you, don't simply move on. Stop, look closely and try to work out what is behind it: a force, a chemical reaction or something alive. Noticing something odd and asking why is exactly how scientists begin.

Así que, cuando algo te sorprenda en la cocina, el jardín o el baño, no pases de largo sin más. Detente, mira con atención e intenta averiguar qué hay detrás: una fuerza, una reacción química o algo vivo. Fijarse en algo raro y preguntarse por qué es exactamente como empiezan los científicos.