Denís Paredes Roibás / José M.ª Gavira Vallejo
Como el yodo es relativamente buen oxidante y el aluminio es reductor, ambos reaccionarán bien cuando estén juntos siempre que el contacto entre ellos sea bueno. Esto se facilita si están pulverizados y, sobre todo, si se añade un vehículo líquido: el agua. Bastan unas gotas de ella; mejor, caliente.
El experimento
Se muelen finamente unos 0,4 g de yodo en un mortero. Después se añaden 0,1 g de aluminio en polvo y se mezclan suavemente (no molerlos juntos). En una bandeja o crisol se hace un pequeño montículo con la mezcla, poniendo el recipiente bajo campana extractora.
Poner una o dos gotas de agua tibia en la parte superior del montículo. Puede haber un período de inducción antes de que comience la reacción, pero si parece que no sucede nada, agregue otra o dos gotas de agua. Si sigue sin ocurrir nada, añadir agua con un poco de detergente, ya que este ayuda a humedecer.
Cuando comience la reacción se liberarán nubes de vapor de color violeta de yodo debido a que el calor lo sublima. Después surgen llamas y un humo blanco que acompaña al vapor de yodo. Queda un residuo blanco brillante de yoduro de aluminio.
Variante
En vez de yodo se pueden usar bromo o cloro, pero no es recomendable porque las reacciones son mucho más violentas, e incluso pueden ser explosivas. Y en vez de aluminio se puede usar fósforo, zinc o hierro, aunque generalmente se requieren temperaturas elevadas.
Explicación
En teoría, el yodo y el aluminio deben reaccionar con bastante facilidad produciendo yoduro de aluminio:
2 Al + 3 I2 ⟶ Al2I6
Ambos elementos podrían reaccionar incluso en estado sólido, si bien el aluminio va a ofrecer una resistencia a reaccionar porque suele estar recubierto de una capa protectora de óxido de aluminio. Esa capa estará deteriorada si el aluminio se pulveriza, y además se conseguirá aumentar su superficie de contacto con el yodo, máxime si también este está pulverizado. Sin embargo, a pesar de todo la reacción podría no iniciarse o tardar mucho en hacerlo.
La función del agua es acelerar la reacción. Esto es así porque, aunque el yodo es poco soluble en agua, siempre una pequeña parte se va a disolver y a experimentar con el agua un proceso rédox de dismutación en el que el I2 se oxida a ácido hipoyodoso y se reduce a ácido yodhídrico:
I2 + H2O ⟶ HI + HIO
Estos ácidos ayudarán a disolver la capa de óxido de la superficie del aluminio.
El agua favorece la reacción de un segundo modo: hidrolizando al yoduro de aluminio obtenido, lo cual generará hidróxido de aluminio y más yoduro de hidrógeno:
Al2I6 + 6 H2O ⇌ 2 Al(OH)3 + 6 HI
Podría pensarse que esta reacción debería tender a progresar en sentido contrario a como está escrita, ya que vista de derecha a izquierda sería una neutralización ácido-base y este tipo de reacciones suelen ser espontáneas. Sin embargo, el equilibrio se desplaza hacia la derecha por el principio de Le Châtelier, según el cual, si se disminuyen las cantidades de productos, los reactivos tenderán a regenerarlos. En este caso las cantidades de productos disminuyen por dos motivos:
- El Al(OH)3 es poco soluble en agua. Al precipitar es como si se retirara del sistema.
- El HI tiene tendencia a la volatilidad, favorecida por el calor. Por ello, también se estaría retirando del sistema.
Como la reacción entre el aluminio y el yodo es muy exotérmica se observarán vapores violeta de yodo y además vapor de agua y pequeñas partículas de los sólidos formados, que son blancos. Podrían verse también chispas incandescentes de aluminio. En el fondo del recipiente quedará yoduro de aluminio blanco e incandescente.
Esta reacción a veces es muy lenta, pero en condiciones ideales se desarrolla tras un tiempo de inducción que solo dura segundos. Si el agua contiene un poco de detergente, la reacción será más rápida porque el poder humectante del agua será mayor. También dependerá del estado físico del aluminio. Como se ha dicho, este metal es muy activo, fácilmente oxidable, pero normalmente resiste los ataques porque las capas de óxido de aluminio superficiales lo protegen. Por eso debe estar finamente dividido.
Seguridad
El experimento debe hacerse en campana de gases porque se generan vapores tóxicos como el HI, el I2 y aerosoles de los sólidos que se forman. El aluminio en polvo es muy inflamable. El yodo es dañino y peligroso para el medio ambiente.
A veces la mezcla no reacciona, pero no debe tirarse a la basura porque podría producirse la reacción más tarde.
En cualquier caso, antes de desecharla verterla en un exceso de hidróxido de sodio de 1 M dentro de una vitrina de gases y esperar hasta que no haya reacción. Después el producto se puede tirar por el desagüe añadiendo abundante agua. Otra opción es agregar pequeñas cantidades a una disolución de carbonato de sodio 1 M.
Referencias
- Reacting aluminium and iodine. Education (Royal Society of Chemistry / Nuffield Foundation). https://edu.rsc.org/experiments/reacting-aluminium-and-iodine/715.article.
- «Purple haze» experiment. MEL Science. https://melscience.com/en/articles/purple-haze-experiment/.
Imagen de cabecera: MEL Science en YouTube.
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/ .
