Una preciosa fuente explicada por la alta solubilidad del dióxido de nitrógeno en agua

El dióxido de nitrógeno es muy soluble en agua no solo por su solubilidad física en sí, sino porque reacciona químicamente con el agua. Al igual que en la fuente de amoniaco, se puede aprovechar esta alta solubilidad para crear por unos segundos un chorro de agua que, además, produce un cambio de color muy vistoso y sorprendente. Todo se basa en el ataque del ácido nítrico al cobre.


Precauciones

  • El ácido nítrico concentrado es corrosivo y oxidante; usar gafas protectoras. Se recomienda el uso de guantes de nitrilo.
  • El dióxido de nitrógeno es tóxico. Por eso, este experimento debería realizar en una campana extractora o bien en un lugar bien ventilado.

Materiales y procedimiento

Se necesita:

  • 5 g de limaduras de cobre
  • 40 mL de ácido nítrico concentrado
  • Matraz redondo de 1 L, preferiblemente de paredes gruesas
  • Soporte
  • Tubo de vidrio (de conexión)
  • Erlenmeyer de 1 L
  • Lana de vidrio

El experimento se puede realizar en un lugar abierto del laboratorio abierto o bajo campana extractora.

  1. El montaje debe hacerse como se observa en la imagen. Consiste en un matraz redondo y un erlenmeyer, ambos fijados a soportes. Ambos matraces se conectarán con un tubo de vidrio (o de plástico). Uno de los extremos de este tubo entrará unos centímetros en el matraz redondo a través del orificio del tapón de dicho matraz; el otro extremo del tubo entrará hasta el fondo del erlenmeyer, tapándose la boca del erlenmeyer con lana de vidrio sin apretarla demasiado (la idea es que el taponamiento no sea hermético pero dificulte la salida del gas que se va a generar en el erlenmeyer).
  2. Llenar el erlenmeyer con agua (no hasta arriba) y taparlo con la lana de vidrio comprobando que el tubo de conexión llega al fondo del erlenmeyer).
  3. Agregar el ácido al matraz redondo y, a continuación, las limaduras de cobre. Inmediatamente después tapar el matraz con su tapón perforado (en él, como se ha dicho, va insertado del otro extremo del tubo de conexión). Bajar la hoja de la campana de gases.
  4. La disolución de ácido se volverá verde rápidamente y se formará dióxido de nitrógeno, de color marrón-rojizo. Parte de este gas pasará por el tubo de conexión al erlenmeyer y burbujeará dentro del agua.
  5. Después de aproximadamente un minuto y medio la reacción disminuirá y los gases en el matraz de fondo redondo se enfriarán. Esto reducirá la presión en su interior, lo que provocará la aspiración de agua del erlenmeyer.
  6. Al llegar el agua del erlenmeyer al matraz redondo disolverá al dióxido de nitrógeno, bajando aún más la presión, por lo que iniciará una fuente.
  7. Además, la disolución del matraz de fondo redondo se volverá azul celeste y desaparecerá el color marrón rojizo del gas.

Bibliografía

Imágenes: Royal Society Of Chemistry.

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