1. ¿Qué pretendemos?

- Conocer desde el punto de vista histórico los descubrimientos de los alquimistas antiguos y su influencia sobre la química actual.

- Realizar algunos experimentos sencillos que nos den la ilusión de ser alquimistas durante unos instantes.

2. Planteamiento y desarrollo de la actividad

La sesión se dividió en tres partes:

1. Los alquimistas en la historia, los enigmas que se plantearon y su influencia en el desarrollo de la química actual. (PowerPoint) (aprox. 20 minutos)
2. Visionado de material audiovisual (aprox. 10 minutos)
3. Actividad: Convertirnos en pequeños alquimistas realizando varios procesos y reacciones químicas a las que daremos una explicación científica (aprox. 55 minutos)

Realizamos una serie de experimentos y reacciones químicas que nos dieron la sensación de que somos una especie de alquimistas a pequeña escala: “transmutando sustancias”, produciendo gases extraños, generando fuego sin llama, etc.

2.1 Experimento 1: La espuma superdesbordante

Se realizó la descomposición catalizada de 30 cc. de Agua Oxigenada 110 vol. con lavavajillas, siendo el catalizador del proceso el Ioduro Potásico (10 ml. 0,3 M), que hace que la reacción sea mucho más rápida y llamativa. El experimento fue muy llamativo como se puede observar en la foto

2.2. Experimento 2: Jardín Mineral

Consiste en construir un bosque de precipitados en una disolución de Silicato sódico y agua al 50 %, añadiendo diferentes sales minerales (sulfato ferroso, sulfato cúprico, cloruro de cobalto, sulfato de níquel, nitrato cálcico, sulfato de manganeso, cloruro férrico), unas en forma sólida y otras en forma de disolución preparada de antemano por el profesor. Los silicatos metálicos son sustancias insolubles en el agua y ello provoca que al interaccionar el anión silicato presente en el vidrio líquido con los diversos cationes metálicos de las sales, se produzca esa precipitación que –dado el lento proceso de formación de los cristales- da lugar a las formas verticales.Los resultados se llevaron a casa y nos servían de adorno aunque se fueron desmoronando al cabo de unos días.

2.3.- Experimento 3: Sale el genio de la botella

Para realizar este experimento, se añaden 30 ml de agua oxigenada de 110 volúmenes dentro de un bote de refresco. Después cogimos unos 0,5 g de óxido de manganeso (MnO2) en polvo y se envolvió a modo de paquetito en un papel fino, como podría ser el de una servilleta. Se anuda con un hilo fino y largo y, con ayuda del tapón de la botella se sostiene, dejándolo en suspensión sin que haga contacto con el agua oxigenada.

Al destapar la botella, el “paquetito-catalizador” cae sobre el agua oxigenada acelerándose su descomposicion.1 Al ser esta reacción fuertemente exotérmica, el agua formada está en fase de vapor. Al salir y encontrar una temperatura menor, condensa formándose un gran chorro de micro gotas de agua en forma de neblina o humo blanco, como puede apreciarse en la figura. Ha salido “el genio encerrado en la botella”.

2KMnO4 + 3H2O2 -----> 2MnO2 +2 KOH +3 O2 + 2H2O + CALOR

2.4.- Experimento 4: La serpiente del Faraón:

Para sentirnos alquimistas por cuarta vez, pusimos un poco de azúcar mezclada con bicarbonato haciendo una pequeña montañita en la capsula. En el centro hicimos un pequeño agujero como un volcán y añadimos unas gotas de alcohol para que pudiera arder y le prendimos fuego. Las serpientes negras se formaron al reaccionar el bicarbonato de sodio con el azúcar en presencia de alcohol, conforme a la siguiente reacción. Reacción en la cual el bicarbonato se descompone en carbonato de sodio, vapor de agua, dióxido de carbono. Mientras que la combustión del azúcar en Oxigeno produce vapor de agua, y dióxido de carbono. La serpiente es carbonato con partículas de carbono.

2 NaHCO3 ---------> NaCO3 + H2O + CO2

C2H5OH + 3 O2 ----> 2 CO2 + 3 H2O

2.5.- Experimento 5: Fuego Púrpura

Terminado de ser alquimistas conseguimos fuego a partir de dos sustancias en principio frías y sin acercar una llama. Primero pusimos un poco de permanganato en el vidrio de reloj y añadimos glicerina. La reacción es inmediata y muy exotérmica. El permanganato potásico es un oxidante muy fuerte y se usa como tal en muchos procesos de la industria química, especialmente en la producción de compuestos orgánicos sintéticos. El permanganato, en contacto con sustancias orgánicas provoca incendios. La glicerina es un tipo de alcohol que forma parte de las grasas y que contiene tres grupos hidroxilo. La reacción entre el permanganato y la glicerina es la siguiente:

14 KMnO4 + 4 C3H5 (OH)3 –> 7 K2CO3 + 7 Mn2O3 + 5 CO2 + 16 H2O + CALOR

Se produce un gran desprendimiento de calor acompañado de una llamarada de color púrpura. Se puede utilizar esta reacción como demostración de cómo se puede quemar un alcohol (la glicerina) sin necesidad de llama.

2. 6.- Experimento 6: Fin de Fiesta (lo realiza el profesor):

El final de fiesta fue impresionante, generaremos la combustión de un trozo de golosina en un tubo de ensayo donde habíamos descompuesto clorato potásico (KCLO3) mediante su fusión en un tubo de ensayo. Cuando aplicamos calor a la disolución de clorato potásico, éste se descompone en cloruro potásico (KCl) y oxígeno puro (O2). Es por la presencia de este oxígeno puro por el que se produce la combustión tan exagerada de la sacarosa que tiene la golosina.

En un tubo de ensayo se echa una o dos pastillas de clorato de potásico.

Enseguida se encendió el mechero Bunsen y se calentó el clorato de potasio.

Solo faltaba esperar hasta que se fundiera, para liberar todo su oxígeno:

2 KClO3 (l) -----> 2KCl(s) + 3 O2(g).

Al verter en el tubo un trozo de golosina (sacarosa), se produjo una reacción instantánea muy vigorosa que provoco los aplausos de todos.

C12H22O11(s) + 12 O2(g) ------> 12 CO2(g )+ 11 H2O(l) + 5.641kJ

3. ¿Qué resultados obtuvimos?

En términos generales la actividad fue sumamente instructiva, divertida, y se aprendió que la química puede ser muy interesante y, guardando las precauciones necesarias, sencilla.

Hay que tener en cuenta que este tipo de actividades llaman mucho la atención de todos los alumnos y que son las que, a la larga, consiguen incitarlos para seguir estudios de naturaleza científica.

4. Recursos utilizados

http://www.youtube.com/watch?feature=player_detailpage&v=Qn575e7OOlU

http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=H_XjxOoTRTk

http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=s7fcyNPnblY

http://www.youtube.com/watch?feature=player_embedded&v=BuA7VsPY3dY

http://www.youtube.com/watch?v=dzUc7hqFwbc&feature=player_embedded

Video 1.- http://www.youtube.com/watch?v=fj6c4zm62bs

Video 2,. http://www.youtube.com/watch?v=Sh8G_2Z5KJA

PowerPoint realizado por el profesor sobre los orígenes de la química.

Realizaron la actividad: Todos los grupos de 1º Ciclo de ESO.

Fechas: 26 de octubre y 16 de noviembre de 2013

Autor: José Luis Montoya Pérez

Ámbito: Científico-Tecnológico