Denís Paredes Roibás / José M.ª Gavira Vallejo
Entre los experimentos que consisten en la simulación de un volcán, quizá el que conduce a unos resultados más realistas es el que se basa en la descomposición térmica del dicromato de amonio, (NH4)2Cr2O7.
Cómo hacer el volcán
El volcán de dicromato de amonio se prepara de forma muy simple. Basta aplicar fuego o calor a una cierta cantidad de esta sustancia y pronto se observará que se pone al rojo y chispea, produciendo abundante ceniza.
Conviene emplear como soporte una bandeja o losa cubiertas de arena. Sobre la arena se apilan unos 20 gramos de dicromato de amonio en forma de cono volcánico. Si se desea, se puede verter un poco de etanol o acetona en la parte superior del cono. Se le aplica a la punta del cono la llama de un mechero o una cerilla (llevar puestas gafas de seguridad). Hay que retirarse inmediatamente.
Explicación
Se trata de un fenómeno de descomposición química por calor, siendo esta la reacción principal:
(NH4)2Cr2O7 → Cr2O3 + 4 H2O + N2
La descomposición comienza a 180 oC y se autosostiene cuando se alcanzan aproximadamente los 225 oC gracias a una vigorosa reacción de oxidación-reducción en la que el oxidante (Cr6+) y el reductor (N3–) se encuentran en la misma molécula.
Nótese que, aunque aparezca llama, no se trata de una combustión, ya que no interviene oxígeno. Por eso, este experimento podría realizarse en una atmósfera inerte de nitrógeno con el mismo resultado. Los gases que se forman (vapor de agua y nitrógeno) proyectan hacia arriba, por arrastre, parte del Cr2O3 producido en forma de partículas incandescentes. Este Cr2O3, que es de color verde oscuro, es como si fuese la “ceniza volcánica”.
Téngase en cuenta que en la mayoría de los sistemas químicos no se produce una reacción única. En este caso, la reacción principal es la escrita más arriba, pero un estudio detallado ha demostrado que también se generan CrO2, NH3 y N2O.
Seguridad
Es fundamental no estar cerca cuando se está produciendo la reacción, que debería realizarse en vitrina o en un lugar abierto bien ventilado, ya que se generan gases tóxicos.
El cromo(III) y el cromo(VI), así como sus compuestos, son potencialmente carcinógenos. Además, el cromo puede irritar las mucosas. Por lo tanto, debe evitarse el contacto con la piel. Conviene usar guantes y gafas de protección cuando se manipule el dicromato y se realice el experimento. En cuanto a las “cenizas” de Cr2O3, deben desecharse siguiendo los protocolos establecidos o, mejor aún, se pueden reservar para realizar otros experimentos, como una termita con óxido de cromo o la catálisis de la oxidación del amoniaco.
Si no se dispone de laboratorio, el experimento podría realizarse al aire libre en lugar despejado y bien ventilado, a sotavento, evitando cualquier riesgo de incendio.
Para más seguridad se puede introducir el reactivo en un recipiente de gran volumen (erlenmeyer, matraz…) tapado con un embudo para que el óxido de cromo no se proyecte al exterior.
Referencias
- B. Z. Shakhashiri. Chemical demonstrations. A handbook for teachers of Chemistry. Universidad de Wisconsin, 1983; vol. 1, pp 81-82.
- W. S. Deloach et al. An ammonium dichromate “volcano”. J. Chem. Educ. 1951, 28, 649 DOI: 10.1021/ed028p649.
- J. E. Finholt. The ammonium dichromate volcano as an introductory laboratory project. J. Chem. Educ. 1970, 47, 533. DOI: 10.1021/ed047p533.
- H. N. Alyea. Dichromate volcano. Dem. 638. J. Chem. Educ. 1969, 46, A495, DOI: 10.1021/ed046pA495.1.
- D. Fleming. Containing the dichromate volcano. Education in Chemistry, 2017. https://eic.rsc.org/exhibition-chemistry/containing-the-dichromate-volcano/3008351.article.
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/ .
