Termita: una reacción rédox fuertemente exotérmica

Las reacciones de termita son procesos rédox muy exotémicos que generan muy altas temperaturas y producen efectos pirotécnicos espectaculares. Dos metales, uno oxidado y otro en su forma elemental, reaccionan intercambiándose electrones de forma que el oxidado se reduce y viceversa.


Precauciones

  • En este experimento se produce una reacción altamente exotérmica. Se debe tener muchísima precaución para evitar incendios y quemaduras. Además, esta reacción expulsa trozos de metal fundidos, por lo que se debería llevar a cabo tras una pantalla protectora, en el exterior a ser posible y con gafas protectoras. Una forma de reducir los riesgos es emplear pequeñas cantidades de reactivos.
  • El peróxido de bario es peligroso por inhalación o ingestión. Además, puede producir una mezcla explosiva si se añade a materiales combustibles. Una vez preparada la mezcla de ignición (magnesio y peróxido de bario) esta no se debe almacenar, por lo que solo se debe preparar la cantidad necesaria para iniciar la reacción y consumirla toda.
  • Si sobrara material, este debe tratarse antes de tirarlo a los residuos. La termita debe disolverse en ácido clorhídrico. La mezcla de ignición, en ácido sulfúrico. En caso de que el experimento falle y no se inicie la reacción con las mezcla de ignición y termita juntas, se debe disolver en ácido clorhídrico y agregar sulfato de magnesio. Esto formará un precipitado que podrá ser tirado al contenedor de residuos.
  • El aluminio en polvo y el magnesio pueden arder violentamente.


Materiales y procedimiento

Se necesita:

  •  Óxido de hierro(II) en polvo, 12 g
  • Aluminio en polvo, 4 g
  • Magnesio en polvo, 0,2 g
  • Peróxido de bario en polvo, 1,7 g
  • Unos 10 cm de cinta de magnesio
  • Arena
  • Un recipiente grande de cerámica, por ejemplo una maceta de jardinería
  • Un recipiente de cerámica pequeño o un crisol.
  • Tubos de ensayo (opcional)
  • Estufa (opcional)
  • Mechero Bunsen  (opcional)
  • Papel
  • Mechero
  • Martillo (opcional)
  • Una pantalla protectora
  • Gafas de seguridad
  1. Primero se prepara el recipiente para la reacción. Se trata de una maceta de cerámica cuyo fondo se llena de arena. En la arena se introduce un recipiente de cerámica o crisol. Todo el dispositivo debe colocarse detrás de una pantalla protectora en el exterior.
  2. Pesar 12 g de óxido de hierro(II) en polvo.
  3. Pesar 4 g de aluminio en polvo.
  4. Introducir por separado ambos productos en sendos tubos de ensayo y calentar con un mechero Bunsen para desecar el posible contenido en agua. (Si se dispone de una estufa, introducir en ella por separado ambos productos para desecarlos).
  5. Una vez secos, mezclar bien el aluminio y el óxido de hierro. No se debe emplear una espátula metálica. Introducir la mezcla en el crisol.
  6. A continuación se prepara la mezcla de ignición. Se pesan 0,2 g de magnesio en polvo y 1,7 g de peróxido de bario y se mezclan íntimamente. No se debe usar una espátula de metal para mezclaros.
  7. Después, esta mezcla se coloca sobre la preparada anteriormente, formando un pequeño montoncito. En ella se inserta una cinta de magnesio a modo de “mecha”.
  8. Una vez todo listo, todos los presentes deben ponerse las gafas de seguridad y alejarse un mínimo de 5 metros.
  9.  La persona responsable del experimento se acercará y con la ayuda de un mechero prenderá la cinta de magnesio que a su vez prenderá la mezcla de ignición y comenzará la reacción.
  10. Una vez terminada la reacción se debe esperar un tiempo prudente para que se enfríe el recipiente y solo entonces se podrán recoger los residuos.
  11. En el interior del recipiente se encontrarán pepitas de hierro (es posible que se deba fragmentar el sólido con la ayuda de un martillo para apreciarlas mejor).

Variantes

Existen numerosas variantes de la reacción de termita:

  • La reacción entre óxido de cobre(II) y zinc se puede considerar una reacción de tipo termita.
  • Reacción entre óxido de cobre(I) o II y aluminio.
  • Reacción entre magnetita y aluminio en una atmósfera rica en oxígeno
  • Reacción de “termato”, en la que además del óxido de hierro y aluminio se añaden sulfuros y/o nitrato de bario.

También se puede variar la mezcla de ignición empleando:


Bibliografía

Imagen de cabecera: Wikipedia

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