Denís Paredes Roibás / José M.ª Gavira Vallejo
Cuando se echa azúcar sobre clorato de potasio fundido se produce una reacción muy exotérmica y violenta. Se debe a que el clorato es un fuerte agente oxidante y el azúcar se oxida con mucha facilidad.
El experimento
Para hacer el experimento se instala, con ayuda de un soporte, un tubo de ensayo de modo que su boca apunte en dirección opuesta a donde haya personas u objetos inflamables. Debajo se coloca un mechero Bunsen. Se agrega una pequeña cantidad de clorato de potasio y se calienta hasta que se funda.
Cuando el clorato se haya fundido, usando pinzas de mango largo se deja caer un caramelo de goma (una gominola o similar) en el tubo de ensayo. Se iniciará una reacción muy vigorosa y la pastilla no dejará de moverse, emitiéndose al mismo tiempo un sonido peculiar.
Una alternativa es colocar el caramelo de goma sobre el clorato de potasio frío y añadir un par de gotas de ácido sulfúrico concentrado. Se producirá una llama con tintes violáceos.
Explicación
Este tipo de golosinas, de formas muy variadas, son masticables y contienen gelatina animal, edulcorantes (azúcar, jarabe de glucosa…), almidón, saborizantes y colorantes alimentarios. Normalmente se recubren de azúcar o de ácidos. La mayoría de estos compuestos son fácilmente oxidables, y especialmente la sacarosa, que se oxida de esta forma:
C12H22O11 + 12 O2 ⟶ 12 CO2 + 11 H2O (∆rH° = –5645 kJ/mol)
Como se ve, se genera mucho calor y muchos moles de gases (CO2 y vapor de agua). Estos emitirán una especie de silbido al salir del tubo.
La función del clorato es proporcionar el oxígeno necesario mediante su descomposición térmica:
2 KClO3 ⟶ 2 KCl + 3 O2
Ambas reacciones se alimentan mutuamente. El calor producido en la combustión de la sacarosa hace que la descomposición del clorato se acelere, creándose más oxígeno.
Para iniciar la reacción hay que calentar el clorato hasta fundirlo, pero otra opción es añadirle una gota de ácido sulfúrico concentrado. Se producirá una llama cuya energía excitará electrónicamente a los átomos de potasio presentes; estos, al relajarse, emitirán la radiación violeta característica del espectro de emisión de este elemento químico. El mecanismo de la reacción entre el KClO3, el H2SO4 y la sacarosa no se conoce bien del todo, pero se sabe que inicialmente se forma ácido clórico (HClO3) por una reacción de desplazamiento:
KClO3 + H2SO4 ⟶ HClO3 + KHSO4
El ácido clórico descompone sustancias orgánicas como la sacarosa muy rápidamente, a menudo produciendo llamas.
La reacción podría realizarse directamente con azúcar de mesa. Para ello, se mezclan partes iguales de clorato y azúcar en un frasco pequeño de vidrio o tubo de ensayo y se calienta la mezcla.
El experimento demuestra la gran cantidad de energía que almacenan los carbohidratos, energía que utilizamos cuando los ingerimos. En nuestro cuerpo quemamos los azúcares según la misma reacción escrita más arriba, pero no arde nuestro estómago ni echamos humo porque las moléculas de azúcar las vamos degradando poco a poco con ayuda de enzimas.
Seguridad
Hay que tener en cuenta que la reacción es lo suficientemente vigorosa como para que el tubo de ensayo se rompa, por lo que hay que guardar las debidas precauciones. Además, la reacción desprenderá mucho humo. Por estas razones, el experimento debería realizarse en campana extractora. Si se hace al aire libre el tubo debe apuntar lejos de las personas u objetos inflamables. Si se interpone alguna barrera, mejor. Usar el equipo de protección habitual (gafas, bata, guantes).
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/ .
