Denís Paredes Roibás / José M.ª Gavira Vallejo
El magnesio se quema fácilmente en el aire; basta calentarlo enérgicamente durante unos segundos con un pequeño soplete y se producirá la reacción:
2 Mg + O2 ⟶ 2 MgO
Es muy exotérmica y emitirá una luz muy brillante debido al espectro de emisión del magnesio. Este fenómeno se aprovechó en los primeros flashes de fotografía, que se producían con una mezcla de magnesio en polvo y clorato de potasio, si bien, por ser peligrosos, más tarde fueron reemplazados por lámparas de un solo uso que contenían un filamento de magnesio en una atmósfera de oxígeno, provocándose la ignición eléctricamente.
Pero lo que se trata de demostrar aquí es que el Mg no solo entra en combustión con O2, sino también con CO2.
El experimento
El experimento puede hacerse con un bloque de hielo seco (hielo carbónico, nieve carbónica) y virutas de magnesio. Hay que cincelar una cavidad en el hielo carbónico de al menos 3 cm de profundidad por 3 cm de ancho, reservando la pieza extraída, que servirá de tapa (o bien se fabrica una tapa cortando un trozo de hielo seco).
En la cavidad se ponen virutas de magnesio sin que la llenen, para reducir el riesgo de que salgan expulsadas por el CO2 gaseoso que se formará por sublimación del hielo seco. Se calienta el magnesio directamente con un soplete y, una vez que la reacción se inicie, se tapa la cavidad. La reacción continuará durante un tiempo y el “fuego” se verá a través del hielo. Al final quedarán cenizas blancas de óxido de magnesio y negras de carbón.
Un experimento más simple sería mostrar cómo se quema una cinta de magnesio en un recipiente lleno de dióxido de carbono gaseoso, aunque el efecto será menos espectacular
Explicación
El hielo seco es CO2 en estado sólido. Tiene una temperatura de sublimación de −78,5 oC a presión atmosférica. Eso quiere decir que a temperatura ambiente se vaporiza con extrema facilidad. Al hacerlo, enfría el vapor de agua que contiene el aire, por lo que este vapor se condensa en microgotas de agua e incluso en micropartículas de hielo. Se dice que es un aerosol (es decir, una mezcla de gas y de partículas en fases condensadas). Se forma así una niebla que es de agua, aunque contiene CO2. Esta niebla de agua es más densa que el aire, y como el CO2 también lo es, el efecto que observamos es que la niebla se desparrama.
Sobre un trozo de hielo seco se forma poca niebla, pero si se echa agua caliente sobre él se producirán grandes cantidades. Nuestro ojos ven la niebla porque las microgotas de agua dispersan la luz. Y la ven blanca porque el agua no absorbe prácticamente ninguna radiación visible. A veces la niebla es tan densa que dispersa la luz de los objetos que están tras ella hasta el punto de que no podemos verlos.
Centrándonos en el experimento, lo que sucede es paradójico porque el CO2 no es precisamente conocido por su capacidad para producir fuegos; de hecho, es un extintor (incidentalmente, un experimento muy sencillo es apagar con CO2 una vela, aunque eso no ocurre por reacción química, sino porque el CO2 desplaza al oxígeno). Sin embargo, la molécula contiene oxígeno y, por tanto, tiene la potencialidad de oxidar. Y es lo que sucede en este caso, en el que el dióxido de carbono es capaz de oxidar al magnesio:
2 Mg + CO2 ⟶ MgO + C
Seguridad
El experimento se puede realizar en el laboratorio, pero deben retirarse por seguridad todos los materiales inflamables circundantes. Conviene trabajar detrás de una pantalla de seguridad y los espectadores colocarse a cierta distancia, ya que existe el riesgo de quemaduras por chispas o trozos de magnesio incandescente que puedan saltar.
El hielo seco requiere manipulación con gafas y guantes de protección térmica.
Referencias
- D. Fleming. Burning magnesium in dry ice. Education in Chemistry, 2011. https://edu.rsc.org/exhibition-chemistry/burning-magnesium-in-dry-ice/2020037.article.
Imagen de cabecera: Royal Society of Chemistry 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/ .
