quimica

Conceptos

Aunque el concepto moderno de oxidación va más allá de las combinaciones de los compuestos con el oxígeno, frecuentemente asociamos las oxidaciones con combustión, fuego, luz y calor. Y este experimento es un ejemplo sobresaliente de esto. Una mezcla de compuestos se dispone en una pila. Una bengala hace de mecha. Se produce un fuego brillante, coloreado. ¿Cómo se consigue?

Seprepara una mezcla de polvo de carbón, azufre , clorato potásico y nitrato potásico. El carbón y el azufre se oxidan, son reductores. El clorato y el nitrato se reducen, porque son oxidantes. Además, el potasio de ambos compuestos colorea de malva las llamas. Pero aún hay más sorpresas.
Reacciones



2KClO3(s) 2KCl + 3O2(g)
(1)
2KNO3(s) KNO2(s) + O2(g) (2)
C(s) + O2(g)CO2(g) (3)
S(s) + O2(g) SO2(g) (4)
3S(s) + 2 KClO3(s) 2KCl + 3SO2(g) (5)
3C(s) + 2KClO3(s) 2KCl + 3CO2(g) (6)
La reacción (1) describe la descomposición del clorato de potasio. Suministra oxígeno.
La reacción (2) describe la descomposición del nitrao de potasio. También suministra oxígeno.
Lasreacciones ((3) y (4) muestran la oxidación-reducción del carbono y el azufre (que se oxidan) con el oxígeno. Las reacciónes (5) y (6) muestran la oxidación-reducción directa del carbono y el azufre con el clorato de potasio.

Estas reacciónes suministran una gran cantidad de energía. Los electrones de las capas externas del potasio se ven afectados por el efecto térmico, y se producen emisiones deluz en las líneas espectrales características del potasio. Se producen llamas, y el fuego está coloreado de malva, debido a la emisión de luces según el siguiente espectro (vea las fotos).

espectro del potasio

Materiales

8 placas antitérmicas, de cerámica o metal (se pueden usar bases metálicas)
1 cerilla larga
1 pinzas
2 evaporadores
1 vaso de precipitados de 100 mL


vea eldispositivo ampliando la Foto 2


Productos utilizados y situación inicial


Productos utilizados situación inicial
Foto1. Carbono (polvo), flor de azufre, clorato de potasio y nitrato de potasio. En el vidrio de reloj está la mezcla preparada. Foto2. Montaje inicial. La pila de la mezcla combustible está sobre una base metálica que está, a su vez, sobre una placa cerámica. Una bengalanormal actúa como mecha en este proceso.

clorato de potasio, KClO3, 6.3 g.

nitrato de potasio, KNO3 , 7.5 g.

carbono, C, 0.3 g.

azufre, S , 3.2 g.

Para las pruebas

agua destilada, 1 frasco lavador.

ácido sulfúrico concentrado,H2SO4 , 5 mL.

etanol, CH3CH2OH, 5 mL.



Advertencias de seguridad

En esta reacción se produce fuego, humo y mucho calor. Debe hacerse enlugar amplio, o mejor aún, en una campana de gases. No haga la demostración en lugar donde haya corrientes de aire. No deben excederse las cantidades de sustancia citadas. La mezcla de las sustancias debe hacerse en un vaso de precipitados bien seco, moviendo el vaso con la mezcla suavemente. NO debe machacarse ni golpearse la mezcla, podría explotar. Use placas antitérmicas, y aleje de la zonadel experimento toda sustancia inflamable. Tenga a mano un extintor. Este experimento es una demostración, y debería hacerla un profesor experto. Deben protegerse ojos, manos y cuerpo adecuadamente, con gafas, guantes y bata de laboratorio.


Residuos

Limpie la zona de trabajo. Los residuos pueden vertirse en el sumidero con abundante agua.

Siga el proceso real efectuado en el Laboratoriomediante las fotografías y las explicaciones del texto. Haga clic sobre las imágenes para ver una ampliación de la foto.




El experimento

Hecho el 18 de abril de 2008.

1) La mezcla se dispone sobre las placas antitérmicas que protegen la base de operaciones. La bengala introduce cierta cantidad de impurezas en la combustión, pero esto no es particularmente relevante aquí.

mecha...