Denís Paredes Roibás / José M.ª Gavira Vallejo
Con carbón u otros soportes porosos, sal de cocina y pequeñas cantidades de ciertos ferrocianuros (tiocianatos) se pueden crear unas estructuras cristalinas en forma de flores (más bien de coliflores) o corales. Dicen que el procedimiento lo descubrieron, por casualidad, las esposas de unos mineros de carbón a fines del siglo XIX. Estas familias, de escasos recursos, realizarían estas llamativas cristalizaciones como entretenimientos navideños. Al parecer, Louis Lémery realizó experimentos de este tipo a principios del siglo XVIII.
El experimento
La realización del experimento es muy sencilla. Conviene hacer pruebas para ver los resultados, pero una de ellas podría consistir en poner trozos de carbón o de ladrillos en un recipiente de fondo ancho y varios centímetros de profundidad y añadir una disolución saturada de cloruro de sodio. Se irán formando cristales de NaCl al evaporarse el agua. Puede reponerse la disolución si se desea una buena costra.
Cuando esta costra se haya formado, añadir de nuevo disolución saturada de cloruro de sodio, pero a la que esta vez se le habrá añadido ferrocianuro de amonio (o de sodio o de potasio) hasta saturación. También se puede probar a añadir la sal mezclada con el ferrocianuro desde el principio.
Variante casera
El hecho de que este experimento fuera conocido desde hace tanto tiempo y de que fuera tan popular se debe a que puede realizarse con productos caseros. Aunque no es fácil disponer de ferrocianuro de amonio, algunos blanqueadores de ropa contienen ferrocianuro de hierro (azul de Prusia) en forma de suspensión coloidal en agua; este compuesto, en presencia de amoniaco de limpieza puede producir el necesario ferrocianuro de amonio:
Fe4[Fe(CN)6]3 + 12 NH4OH → 4 Fe(OH)3 + 3 (NH4)4[Fe(CN)6]
(En la reacción también se forma hidróxido de hierro insoluble).
Por otra parte, el fundamento del experimento de las coliflores de sal es parecido al de los “árboles mágicos”. Para hacer este último se recortan láminas de cartón en forma de árbol y se introducen en una disolución de los mismos componentes de las coliflores de sal dejando que asciendan por el cartón, empapándolo, y empiecen a cristalizar.
Explicación
Los cristales que se forman son básicamente de cloruro de sodio. Ahora bien, el cloruro de sodio puro no cristaliza en forma arborescente, sino en el sistema cúbico. Lo que altera su manera natural de cristalizar es la presencia del ferrocianuro. Además, según estudios publicados, no cualquier ferrocianuro es válido, habiéndose probado que son especialmente efectivos los de amonio, sodio y potasio.
En el proceso tiene una participación importante el fenómeno de la capilaridad. La disolución sube por los poros del soporte y forma cristales en el exterior. A su vez, los cristales dejan poros por los que asciende más líquido, lo cual produce más cristales. Pero, como se acaba de decir, la sal por sí misma no es la responsable de las formas tan especiales de estos cristales. Para que tengan estas características deben estar presentes otras sales, y concretamente algunos ferrocianuros son ideales, especialmente el de amonio.
Se ha propuesto que la acción de estos ferrocianuros consiste en volver metaestables los cristales cúbicos de cloruro de sodio puro, redisolviéndolos de modo que se cree líquido en el interior de los cristales. La redisolución puede llegar al exterior del cristal formándose un agujero por el que el líquido tiende a escapar, pero las pequeñas gotas quedan encerradas por una membrana cristalina que a su vez se puede romper y formarse otra. Es decir, nunca hay unos límites estables de la estructura cristalina que se está formando; continuamente surgen nuevos glóbulos, adquiriendo el conjunto el aspecto de una coliflor o de un coral. Cuando el agua se evapora por completo ya no existirá líquido que rompa las membranas cristalinas, por lo que las “flores” quedarán estabilizadas en estado sólido.
¿Cuál es el papel el carbón? Químicamente ninguno, pero su porosidad es fundamental para permitir que la disolución salina ascienda por capilaridad. De hecho, se puede sustituir por fragmentos de ladrillos, cartón… Sobre el carbón, incluso, se pueden añadir palitos, cuerdas, tela… Por otro lado, se puede espolvorear con colorantes alimentarios para que las “flores” obtenidas no sean solo blanquecinas.
Más sobre la cristalización del NaCl
Según se ha estudiado, la cristalización del cloruro de sodio depende mucho de la presencia de pequeñas cantidades de otras sustancias. Así, el hidróxido de amonio y la urea favorecen la formación de cristales octaédricos, pero ciertas fases del hidróxido de cromo hacen que se formen curiosos cristales que recuerdan a los aeroplanos, y lo mismo sucede cuando en el medio hay un poco de citrato de hierro y amonio. El alumbre (sulfato de aluminio y potasio) modifica los cristales de cloruro de sodio dándoles forma de tolva. También el carbonato de sodio, en pequeñas cantidades ejerce claros efectos en la cristalización del NaCl.
El bromuro y el yoduro de potasio también tienden a cristalizar en forma de flores en presencia de los ferrocianuros indicados, pero el efecto es menos claro que en el cloruro de sodio. Por otro lado, se ha comprobado que también inducen la formación de eflorescencias en el NaCl el cromato de potasio, el nitrato de cobalto(II) o el cloruro de hierro(III).
Referencias
- E. C. H. Davies. Growth of salt flowers on coal and other solids. J. Chem. Ed., 1934, 11, 409-412. DOI: 10.1021/ed011p409.
- L. Enderson. How to Grow Crystal «Flowers» From Coal. Sciencing, 2017. https://sciencing.com/grow-flowers-coal-4926807.html.
- A. Helmenstine. Salt Crystal Garden. YouTube, 2011. https://www.youtube.com/watch?v=2KTrt38SYlc.
- B. Carusella. Charcoal crystal garden. Bizarre Labs 2018. https://bizarrelabs.com/charcrys.htm.
- D. A. Katz. Magic tree – An explanation. http://www.chymist.com/Magic%20tree%20exp.pdf.
Imagen de cabecera: Scienting.
Este experimento pertenece al libro:
Denís Paredes Roibás, José M.ª Gavira Vallejo: 125 experimentos de química insólita para la Enseñanza de Física y Química. Triplenlace.com, 2025. https://triplenlace.com/aula-libros/125eqi/ .
