Primera entrega de Les 10 (o més) reaccions de Química més espectaculars que es poden fer en un laboratori escolar, i sense ordre de preferència: 1. Reaccions oscil•lants, i 2.- Líquids sobrerrefredats
Totes les reaccions químiques tenen la seva gràcia, però hi ha algunes que recullen l’admiració (oooohhhh!!!) més general i es van repetint en les recopilacions de reaccions químiques més espectaculars, més divertides, més emocionants, etc…
Aquí començo amb una selecció d’aquestes reaccions que es poden realitzar en un laboratori escolar amb un perill mínim si es guarden les precaucions necessàries, i que aniré ampliant en successives entrades al bloc i recopilant-les totes, segons les vagi publicant, en una pàgina de la secció que anomeno Els 10 més.
Les reaccions més explosives i perilloses és millor deixar-les per un especialista o mirar-les per la tele o youtube. Per exemple, Theodore Gray a més de col•leccionar elements és capaç de fer les reaccions més espectaculars alhora que les fotografia i filma. El seu llibre Els elements es pot comprar en castellà i català i Ciencia loca només en castellà.
I d’on surt la selecció que faig?. Bé, finalment són els meus gustos personals, però la idea ve de unes quantes pàgines web que són conscients de l’interés que desperten les classificacions en la gent (recordeu aquell anunci de cotxes que es basava en nomenar diferents classificacions) i proposen les 10 més del que sigui. De fet podria dir que m’he inspirat en les següents 10 (o menys) propostes (si les compteu són 7, però 7 també és un número màgic):
10 Amazing Chemical Reactions, de Anne Marie Helmenstine, Ph.D.
10 Incredible Chemical Reaction GIFs Explained, de Laura Suen
16 Incredible Chemical Reaction GIFs, de Blazepress
Top 10 Mad Science-Worthy Chemistry Experiments, d’Alex in Neatorama Exclusives, Science & Tech, Video Clips
Kent demos, de Mr Kent
Top 10 Amazing Chemical Reactions, de Listverse, la pàgina de les llistes vàries
Top 10 Amazing Chemistry Videos, e la pàgina de Wired
–
1. Reaccions oscil•lants
Les reaccions oscil•lants són poc comuns i bastant complexes, però visualment són de lo més vistós que hi ha a la química. Entre totes la més coneguda és la Reacció oscil•lant o rellotge de Briggs-Rauscher. Aquest experiment es caracteritza perquè el color d’una dissolució canvia cíclicament, depenent de la concentració de les diferents espècies químiques que es van formant mentre té lloc la reacció química.
La direcció de Briggs-Raucher treballa amb tres solucions incolores, que són barrejades en un got de precipitats. La solució va passant per un cicle de color que segueix l’ordre: incolor-ambre-blau fosc, abans de finalitzar com una barreja blau gairebé negre que desprèn un olor a iode.
Com el seu nom ho diu, aquesta reacció va ser desenvolupada inicialment per S. Thomas C Briggs i Warren Rauscher, tots dos companys de feina al Galileu High School de Sant Francesc. Cal esmentar també, que aquesta reacció és basa en altres dues reaccions oscil•lants prèviament conegudes, la reacció de Bray Liebhafsky i la reacció de Belousov-Zhabotinsky.
En aquest document de la extinta revista digital Quark (SM), Pablo Vivo explica els ingredients i procediment per a fer la reacció i també les reaccions químiques implicades. Per a veure la reacció en temps real podeu mirar aquest vídeo. També teniu més informació sobre aquest tipus de reaccions al final de la meva entrada Comunicació química entre bocins d’un gel molt especial.
Altres reaccions amb canvi de colors
Hi ha, però, reaccions químiques en les que les solucions van canviant de color (encara que no cíclicament i espontània) i que són tant o més boniques que aquesta, que es fan amb uns reactius molt més fàcils d’aconseguir en un laboratori escolar i que les reaccions químiques involucrades són més fàcils d’explicar. En particular recomano dues en les que el component clau són els sucres: La botella blava (amb glucosa) i la reducció del permanganat per la sacarosa que se li diu La reacció del camaleó.
Una explicació molt detallada de com fer la reacció de la botella blava i altres variants la fa l’Institut Jorge Manrique de Palència. També es pot veure en vídeo.
Aprendiendo química con golosinas és un article molt dolç de José Manuel Rodríguez i Juan A. Navarro de Tuero en la Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias que inclou la reacció del permanganat amb caramel i altres més. Com a vídeo pot servir aquest.
En el passat DDD a Lleida Marisa Prolongo (en la foto) ens va obsequiar amb aquesta reacció amb un chupa-chups enganxat a una minibatedora de les que venen a Ikea.
2.- Líquids sobrerrefredats
Gel calent d’acetat de sodi
A les botigues d’esport de muntanya venen uns escalfamans que consisteixen en unes bossetes de plàstic amb un líquid i una làmina metàl•lica dins que s’escalfa quan comprimeixes i doblegues la làmina (també venen uns altres escalfamans de polsim de ferro “amb molta química”).
El líquid que hi ha dins la bossa és una dissolució sobresaturada d’acetat de sodi. Una dissolució sobresaturada és una dissolució en la que hi ha més sòlid del permès a aquesta temperatura (equilibri termodinàmic metastable).
Aquest fenomen de la sobresaturació es dona en les solucions d’acetat de sodi trihidratat en aigua (en una proporció entre el 75 i el 85 % en aigua). L’acetat es dissol en aigua a alta temperatura i en deixar refredar els ions d’acetat i de sodi no aconsegueixen orientar-se espontàniament, de manera que no es formen els cristalls, i s’obté una solució en equilibri termodinàmic metastable. La dissolució sobresaturada pot cristal•litzar espontàniament dipositant una llavor d’acetat de sodi, o simplement copejant amb el dit. Aquesta cristal•lització espontània es produeix amb l’alliberament de la calor latent, el que dóna lloc a un augment de la temperatura del sistema.
L’acetat de sodi es pot comprar tal qual o fabricar-lo un mateix a partir de vinagre blanc (del que venen als supermercats per netejar la cal) i bicarbonat de sodi, com s’explica en WikiHow.
En Youtube hi ha un munt de vídeos en els que es veu la cristal•lització de l’acetat, que és ràpida i espectacular, com en aquest. També hi ha altres vídeos de pega en els que es mostra un “aigua” que cristal•litza en tirar-li una llaminadura o similar. En tots ells “l’aigua” és l’acetat.
–
Aigua sobre refredada
No només podem tenir solucions sobresaturades que no cristal•litzin a temperatura ambient, també pot passar amb líquids que es troben per sota del seu punt de congelació. És el que pot passar amb l’aigua.
S’ha d’eliminar l’aire dissolt en l’aigua bullint-la i després posar l’aigua en ampolles tancades en un congelador. D’aquesta manera l’aigua pot romandre en estat líquid a temperatures per sota del seu punt de congelació, però quan els recipients s’agiten es produeix una congelació instantània. També es pot fer amb ampolles d’aigua mineral. Us he de dir, però, que ni jo ni altres companys que l’han intentat en la meva presència l’hem aconseguit.
Per saber més del sobrerefredament, l’aigua sobre refredada i com fer l’experiment teniu la pàgina de Science in school. També podeu mirar el fenomen en vídeo.
Experimentació lliure 