Denís Paredes Roibás / José M.ª Gavira Vallejo
Al mezclar sulfúrico y permanganato y tocar con una gota de la mezcla algún material de celulosa (papel, algodón…), este arderá enseguida, máxime si está impregnado en alcohol.
El experimento
El experimento puede realizarse tomando con una varilla de vidrio una gota de ácido sulfúrico concentrado con la que se toca un poco de KMnO4 para que la varilla se recubra de algunos cristalitos de esta sal. Después se aplica la varilla mojada a una bola de algodón. Si este algodón es la mecha de un mechero de alcohol, este se encenderá.
El algodón sin alcohol también arde, lo que prueba que el alcohol no el único responsable del efecto observado. De hecho, el experimento funcionará con otras sustancias orgánicas, pero no debería probarse con cualquier sustancia porque la reacción podría ser más violenta. Sí se puede, en principio, emplear distintos tipos de tejidos, e incluso mojarlos en alcohol o acetona para facilitar la inflamación.
Variante
Si se mezcla un poco de permanganato de potasio con una gota de sulfúrico y la mezcla se pone en una superficie ignífuga (por ejemplo, un ladrillo), al dejar caer sobre ella una gota de alcohol se producirá una reacción muy exotérmica que en ocasiones es explosiva (trabajando a pequeña escala y con las debidas precauciones, se tratará de una pequeña explosión, no peligrosa, si bien el operador siempre debería estar detrás de alguna pantalla de seguridad como la que le proporciona una vitrina; además siembre se deben usar guantes y gafas de protección).
Otro experimento relacionado consiste en verter un poco de alcohol o acetona en un tubo de ensayo y, con una pipeta de vidrio, introducir con mucho cuidado una capa de ácido sulfúrico en el fondo del tubo, debajo del alcohol o la acetona. Al ser el sulfúrico mucho más denso, en principio existirán dos capas, pero la tendencia con el tiempo será que se mezclen por difusión (no añadir el alcohol o la acetona sobre el sulfúrico, sino como se ha indicado). Después se van echando poco a poco cristalitos muy pequeños de permanganato de potasio en el tubo de ensayo. Conviene apagar las luces para observar mejor el efecto, que podría recordar a una tormenta eléctrica.
Explicación
El poder deshidratante del ácido sulfúrico se manifiesta en su reacción con muchas sustancias. Una de ellas es el ácido permangánico (HMnO4), con el que produce óxido de manganeso(VII), Mn2O7, un compuesto que es muy reactivo, especialmente con ciertos compuestos orgánicos como el algodón.
Esta propiedad se puede comprobar añadiendo una gota de sulfúrico concentrado a unos granos de permanganato de potasio (KMnO4). La gran fuerza del ácido sulfúrico propiciará la formación de ácido permangánico a partir de la sal:
KMnO4 + H2SO4 ⟶ HMnO4 + KHSO4
Obtenido el ácido permangánico, este será deshidratado por el propio ácido sulfúrico:
2 HMnO4 ⟶ Mn2O7 + H2O
El Mn2O7, de color verde oscuro, oxida con facilidad a la celulosa de la que está formada el algodón, reduciéndose a MnO2 (también puede dar productos de descomposición). La oxidación es muy exotérmica. Uno de los productos es H2O.
El sulfúrico también ataca a la celulosa deshidratándola, lo que libera más calor. Teniendo en cuenta que la celulosa es un polímero y suponiendo una deshidratación completa, el proceso se podría representar así:
(C6H10O5)n ⟶ 6n C + 5n H2O
Las reacciones son tan exotérmicas que el algodón arderá. Si este algodón es la mecha de un mechero de alcohol, el alcohol será atacado por el Mn2O7:
2 Mn2O7 + CH3CH2OH ⟶ 4 MnO2 + 2 CO2 + 3 H2O
La acetona también resulta oxidada por el Mn2O7 mediante una reacción análoga a la anterior.
En la variante del experimento que se realiza en tubo de ensayo lo que sucede es que el ácido sulfúrico reacciona con el permanganato para producir Mn2O7, el cual oxida al alcohol o a la acetona como se acaba de señalar.
Seguridad
Estos experimentos deberían hacerse a escala pequeña y en campana extractora, especialmente si se está experimentando con diversos tejidos, ya que no se sabe cuál va a ser el resultado de la reacción y qué gases se van a producir.
Referencias
- I. Fine. Some spectacular experiments in chemistry. J. Chem. Educ., 1931, 8, 929. DOI: 10.1021/ed008p929.
- D. Fleming. Balls of fire! Education in Chemistry, 2014. https://eic.rsc.org/exhibition-chemistry/balls-of-fire/2000040.article.
- K. R. Koch. Oxidation by Mn207: An impressive demonstration of the powerful oxidizing property of dimanganeseheptoxide. J. Chem. Educ., 1982, 59, 973. DOI: 10.1021/ed059p973.3.
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/ .
