Tercera entrega de les 10 reaccions de Química més espectaculars que es poden fer en un laboratori escolar. Aquesta vegada amb foc per tot arreu.
5. La serp del faraó de sucre
La serp de sucre cremada
Aquesta serp del Faraó (o Serp Negra o, fins i tot, Mamba Negra), com podeu veure al vídeo de Delcopond, no te gens que envejar a la que anomeno a sota verdadera (perquè és la que surt a totes les compilacions) ja que és tant o més espectacular i, per contra es fa amb uns components molt fàcils d’aconseguir (sucre, millor si és glas, i bicarbonat).
Primer s’han de preparar el ous de la serp barrejant una cullerada de bicarbonat per cada quatre cullerades de sucre glas i fent unes pastilles comprimint la mescla humitejada en alcohol. Es fiquen les pastilles sobre sorra de platja ben mullada amb alcohol i s’encén. Poc a poc començaran a sortir les serps dels seus ous. S’ha de tenir paciència ja que les serps triguen a desenvolupar-se.
Us he de dir que a mi no m’han sortit mai tan bé com en el vídeo de Delcopond. És preferible que les pastilles estiguin seques i, pot ser, millor no fer pastilles i posar la mescla directament sobre la sorra mullada en alcohol fent una muntanyeta.
Per a fer pastilles grosses va bé el coll tallat d’una ampolla d’aigua petita on es fica la mescla, i un bocí de pal d’escombra de fusta per comprimir. Si volem pastilles més petites podem utilitzar els recipients buits de les pastilles de medicaments, com els de les aspirines (idea de Josep Corominas).
En aquesta reacció, en cremar amb alcohol la mescla de bicarbonat i sucre col·locada sobre una base de sorra de la que sortirà la serp, el bicarbonat es descompon en carbonat de sodi, vapor d’aigua i diòxid de carboni.
2 NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2
Hi ha una alternativa molt similar però amb nitrat d’amoni:
NH4NO3 → N2O + 2 H2O
Mentre que la combustió del sucre produeix vapor d’aigua i diòxid de carboni:
C2H5OH + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O
Al mateix temps, el sucre es caramel·litza per acció de la calor. En aquest estat plàstic, el sucre s’infla per acció del gas desprès. Mentre el sucre s’infla i la reacció contínua, el sucre acaba per cremar-se en una reacció que combina la combustió i la deshidratació:
C12H22O11+ 12 O2 → 12 CO2+ 11 H2O
C12H22O11 + Q → 12 C + 11 H2O
El que s’obté de la reacció és carboni inflat, amb una forma que recorda a una serp.
La serp de sucre deshidratada
Una alternativa clàssica ha estat la formació de la serp de sucre per deshidratació amb àcid sulfúric. Pot ser, més que una serp sembla un fal·lus negre, però ..
La reacció desprèn gran quantitat de gasos tòxics i deixa un residu impregnat de sulfúric per la qual cosa, encara que s’ha fet tradicionalment en els laboratoris escolars, no és gens recomanable fer-la a classe. En tot cas, si es fa, en la campana de gasos i neutralitzant després els residus amb carbonat de sodi.
La reacció és molt fàcil de fer. En un vas de precipitats petit es fica fins la meitat de sucre, se completa amb sulfúric, es remena una mica amb una vareta i es deixa que l’àcid faci el seu efecte.
Aquí s’explica la reacció que té lloc i es veu la serp de sucre en acció.
La serp del faraó de veritat
La veritat és que aquest experiment de la serp del faraó (la verdadera) que es fa cremant tiocianat de mercuri (II) [sulfocianur de mercuri (II) – Hg(SCN)2] és ben guapo, però a causa de l’alta toxicitat dels fums, que contenen vapor de mercuri, cianogen, diòxid de sofre, etc, i de que els residus també són prou tòxics (mercuri). NO és gens recomanable fer-la a classe.
A més a més, el tiocianat de mercuri (II) és un compost més difícil d’aconseguir que el bicarbonat i bastant car. Hi ha l’alternativa de sintetitzar-lo un mateix a partir de tiocianat de potassi, mercuri metall i àcid nítric concentrat com ho expliquen aquí, però encara tot el procés és més tòxic.
Els de Triple enlace expliquen prou bé la concatenació de reaccions que es produeixen en encendre el tiocianat.
6.- La botella de foc
És una combustió ràpida del vapor de alcohol que plena una botella. La reacció és espectacular però molt ràpida. Per veure-la bé el laboratori ha d’estar una mica a les fosques i, si es grava per visionar-la a càmera lenta després, millor.
S’agafa una botella de plàstic transparent seca per dins d’un litre i mig o dos litres (millor encara una garrafa de plàstic de 5 litres) i es fica a dins una mica d’alcohol de cremar o de farmaciola. Amb 1 o 2 mL n’hi ha prou i va bé qualsevol alcohol (metanol, etanol, isopropanol). S’escampa bé per tota l’ampolla i es llança l’excés d’alcohol.
Es col·loca la botella en una taula i s’apropa l’extrem d’un encenedor de cuina de gas a la boca de l’amolla. Es veurà una flamarada i es sentirà un xiulet fort. La mà no ha d’estar mai damunt la boca de la botella quant s’encén!.
Aquest és el vídeo que més apareix en les pàgines que recopilen experiments espectaculars, però a mi m’agrada més el vídeo de dalt o aquest d’un profe que ho fa davant l’alumnat amb una garrafa gran de plàstic i alcohol isopropílic per parlar d’energia química.
La serp de foc
Una alternativa molt elegant que vaig aprendre de Josep Corominas consisteix en muntar en espiral un tub de plàstic transparent d’uns dos metres de llarg i un parell de centímetres de diàmetre, de manera que es pot fer lliscar des del forat de dalt una mica d’alcohol o d’acetona. El líquid va baixant pel tub mentre una part se va evaporant. Quan el que queda de combustible arriba al final del tub es troba amb una espelma encesa. El gas s’encén i una bonica flama va ascendint per tot el tub amb un resultat preciós.
Coet d’alcohol
Aquesta deflagració de l’alcohol de la que parlem es pot aprofitat per utilitzar-lo com a combustible de coets i fer una altra experiència que agrada de debò a la canalla.
S’ha d’aconseguir una ampolla de plàstic buida (de gasosa, de cola, MAI de VIDRE!) que es pot utilitzat tal qual, o bé posar-li una punta i alerons de cartró per convertir-la en un coet. Al tap se l’ha de fer un petit forat al centre d’uns 4 mil·límetres de diàmetre. Aquesta serà la via d’escapament dels gasos que es produeixen en la combustió de l’alcohol.
Es buida bé l’envàs i s’asseca. Amb l’ampolla destapada se li fiquen aproximadament 1,5 mL de alcohol i es va girant i agitant la botella per tal d’aconseguir que la major part de l’alcohol s’evapori. Se li posa el tap ben roscat i, si hem ficat alcohol en excés, s’acaba de buidar ficant-la vertical.
Ara s’ha de posar l’ampolla-coet al terra o en una base de llançament apuntant a un espai buit on no pugui xocar amb res. No s’ha d’encendre directament amb un encenedor sinó amb la punta d’un pinxo doblegada (d’aquells que s’usen per fer pinxos moruns). Si s’apropa la punta del pinxo encesa a l’orifici del tap de l’ampolla i l’envàs sortirà a mil per hora fent un xiuxiueig fort.
Es pot usar la botella diverses vegades si no es deforma massa amb l’escalfor dels gasos de la combustió del vapor l’alcohol amb l’oxigen de l’aire, però entre llançament i llançament convé refredar l’envàs agitant-lo sense el tap, el que de pas aconsegueix que torni a entrar aire net a l’ampolla.
Si fem l’experiment sense gaire llum veurem com instantàniament l’ampolla es posa incandescent. En encendre’s la mescla de l’interior de la botella augmenta molt la pressió, el que fa que els gasos surtin a gran velocitat pel petit orifici del tap. En contrapartida l’ampolla surt impulsada cap al costat oposat de la fuita pel principi d’acció i reacció.
Aquí, en el programa d’Spangler Science TV ho fan de forma similar a la meva proposta i aquí teniu una versió de la Royal Society of Chemistry en la que fan el forat en el cul de la- botella i la rampa de llançament és un metre de canaló dels que es fiquen per recollir l’aigua de les taulades.
Experimentació lliure 
Reblogged this on jagabaldondominguez.