El amoniaco y el oxígeno reaccionan con tanto calor que mantienen la incandescencia de un alambre de platino

En este experimento el amoniaco y el oxígeno se adsorben sobre una superficie del platino y reaccionan. La energía liberada es tan alta que mantiene la incandescencia del platino previamente calentado en un mechero.

Precauciones

El experimento se debe realizar en campana extractora porque se generan gases nocivos.
El óxido de manganeso es nocivo.

Materiales y procedimiento

Se necesita:

20 cm de cable de platino (puede sustituirse por cobre, pero el efecto será menos vistoso)
Peróxido de hidrógeno del 6% (20 vol) (también podría ser el agua oxigenada de farmacia), 50 mL
Óxido de manganeso(IV) en polvo (también valdría carbón activado)
100 mL de disolución concentrada de amoniaco, recién preparada
Vaso de precipitados de un litro con tapón perforado
Tubo de conexión de vidrio o flexible
Erlenmeyer de 250 mL
Pieza de madera y taladro para hacer dos agujeros
Mechero Bunsen
Varilla de vidrio de 10 cm
Gafas de protección, guantes de nitrilo

Se enrolla el cable de platino alrededor de un lápiz para formar una espiral. (En realidad, puede tener cualquier forma, pero la idea es que se introduzca bastante platino).
Se prepara un erlenmeyer de 250 mL con un tapón perforado por cuyo orificio se pasará el tubo de conexión cuyo extremo se ha de introducir en el vaso de precipitados de reacción.
Se añade el óxido de manganeso(IV) al erlenmeyer. A falta de este reactivo, se puede probar con carbón activado.
Se taladran dos agujeros de 15 mm, separados 5 cm, en un trozo de madera lo suficientemente grande como para cubrir el vaso de precipitados. La intención es que no esté herméticamente cerrado, para dejar salir los gases.
Trabajando en una campana extractora de humos, se vierten 100 ml de la disolución concentrada de amoníaco en el vaso de precipitados y se coloca la «tapa» de madera en la parte superior de dicho vaso.
Se añade poco a poco el peróxido de hidrógeno al erlenmeyer y se tapa. Se producirá oxígeno que se hará llegar por el tubo de conexión al vaso donde está el amoniaco para que burbujee dentro de él. El tubo de conexión pasará por uno de los agujeros del trozo de madera.
Se calienta el platino en un mechero Bunsen hasta el rojo vivo.
Se introduce la bobina a través del otro agujero de la tapa de madera en el matraz. Debe quedar colgada dentro mediante una varilla de vidrio.

El alambre de platino debe brillar al rojo vivo durante varios minutos, debido a la oxidación exotérmica de amoníaco a óxido de nitrógeno y vapor de agua que el metal cataliza.

Variantes

También se pueden probar otros metales más baratos como catalizadores de la reacción, como cobre, nicromo (80% de níquel, 20% de cromo), hierro o constantán (55% de cobre, 44% de níquel y 1% de manganeso).
El experimento también podría realizarse sin necesidad de oxígeno, aunque el alambre de platino no se pondrá tan incandescente. Debe quedar colgado dentro del vaso a una altura ni muy baja (pues no le llegará oxígeno) ni muy alta (pues no le llegará el amoniaco suficientemente concentrado). Para facilitar la admisión de más aire se puede agitar ligeramente el matraz-
En vez del vaso de precipitados con tapa puede usarse un matraz erlenmeyer abierto (su boca más estrecha ayudará a que no se dispersen los vapores de amoniaco).

Bibliografía

Lister, Ted (compilador). Chemical Demonstrations Booklet; The Royal Society of Chemistry 1995, “Demonstration 100 – The oxidation of ammonia”, pp. 282-284.
Gavira Vallejo, José Mª; Paredes Roibás, Denís. Química insólita. Certificado de Formación del Profesorado (Cursos de Formación Permanente de la UNED); Dpto. Ciencias y Técnicas Fisicoquímicas, 2018.

Imagen de cabecera: wwwperiodictableru en Youtube.