Denís Paredes Roibás / José M.ª Gavira Vallejo
Este experimento se denomina popularmente así porque se producen grandes cantidades de espuma de forma semejante a como lo hace la pasta dentífrica. Es muy parecido al del “genio de la lámpara” con la diferencia de que en el que ahora nos ocupa se añadirá detergente.
El experimento
Se necesita detergente líquido de lavavajillas, peróxido de hidrógeno al 30 % (es decir, agua oxigenada, pero mucho más concentrada que la de farmacia), colorante alimentario (opcional; si es fluorescente la pasta brillará bajo la luz ultravioleta) y una disolución saturada de yoduro de potasio. El mejor recipiente es aquel que tanga una boca estrecha. En el laboratorio se puede usar un matraz o una probeta.
Se vierten unos 50 mL del peróxido de hidrógeno al 30 % en el recipiente elegido. En otro se echa el detergente y, sobre él, un poco de agua, mezclando. Se añade esta mezcla al peróxido de hidrógeno y además unas gotas de colorante, si se desea.
Finalmente, y con cuidado, se agregan unos 10 mL de una disolución de yoduro de potasio concentrado. Hay que evitar inclinarse sobre la probeta cuando se haga esto, ya que la reacción es muy vigorosa y la espuma caliente podría alcanzar al operador. Por supuesto, el experimento se debe realizar con la protección adecuada (gafas de seguridad, guantes, bata).
Variantes
Si no se dispone de agua oxigenada concentrada se podría probar con la sanitaria, aunque la reacción sería mucho más lenta (pero también más segura).
Una alternativa aún más vistosa es agregar unos 5 g de almidón al peróxido de hidrógeno. Al agregar el yoduro de potasio, la espuma resultante tendrá manchas de color azul intenso.
Por otra parte, el yoduro puede sustituirse por levadura rápida (activada unos minutos en agua tibia). Otra opción es sustituir el yoduro por permanganato de potasio.
Explicación
La clave del experimento es la descomposición del peróxido de hidrógeno, que produce oxígeno gaseoso:
2 H2O2 ⟶ 2 H2O + O2
El detergente disminuye la tensión superficial del agua y facilita que las burbujas de oxígeno formen espuma y salgan al exterior. La reacción es muy exotérmica. Prueba de que se produce O2 es que, si se introduce una astilla incandescente en la espuma, la astilla se incendiará.
La reacción de descomposición del agua oxigenada es termodinámicamente espontánea, pero lenta. Por eso, para que el experimento sea viable hay que catalizarla, y esto se puede conseguir con el yoduro. Esta especie, como catalizador que es, no se consume en la reacción, como lo demuestra el siguiente mecanismo:
H2O2 + I− ⟶ H2O + IO−
H2O2 + IO− ⟶ H2O + O2 + I−
Es fácil comprobar que la suma de ambas reacciones da la global.
No obstante, podría generarse algo de yodo (I2) por reacciones secundarias. Cuando el yodo molecular (I2) está en presencia de yoduro (I–) genera ion triyoduro, I3–, soluble. Esta especie daría una tonalidad marronácea a la espuma (si no quedara enmascarada por algún colorante).
La alternativa de agregar almidón al peróxido de hidrógeno se basa en la formación de un complejo azul oscuro entre el ion triyoduro y el almidón. Se trata de una prueba muy conocida para detectar tanto la presencia de yodo como la de almidón en una muestra. Además, es la base del método analítico denominado yodometría o valoración yodométrica, que es una volumetría rédox consistente en añadir a un volumen bien medido de una muestra una cantidad exacta de ion I– que será oxidado en parte a I2. Al estar presentes I– e I2 se formará I3–, de color marrón oscuro. A continuación, los iones I3– se valoran con una disolución estándar de tiosulfato para dar yoduro de nuevo. La detección del punto final se realiza usando almidón como indicador, gracias a que este biopolímero se asocia con el I3– para formar una macromolécula de color azul.
Por otro lado, en el experimento se puede prescindir del yoduro de potasio como catalizador y sustituirlo por MnO2 en polvo, que también ayudará a descomponer eficientemente el peróxido de hidrógeno:
2 H2O2 + MnO2 ⟶ 2 O2 + 2 H2O + MnO2
Otra opción es oxidar el peróxido de hidrógeno con permanganato de potasio:
2 KMnO4 + 3 H2O2 ⟶ 2 MnO2 + 2 KOH + 2 H2O + 3 O2
La otra posibilidad comentada más arriba es emplear levadura de acción rápida. Este producto de panadería funciona en esta reacción porque contiene catalasa, que es una enzima oxidorreductasa que descompone al agua oxigenada en agua y oxígeno en los organismos aerobios. Además, junto a la superoxidodismutasa elimina peligrosos radicales libres relacionados con el peróxido de hidrógeno.
Seguridad
Este experimento no puede considerarse de alto riesgo. No obstante, deben usarse guantes y gafas de seguridad, ya que los productos de la reacción pueden proyectarse con fuerza y además pueden estar muy calientes, por ser la reacción bastante exotérmica (probablemente se note que sale vapor de la espuma, y si el experimento se realiza con una botella de plástico, esta podría incluso deformarse por el calor). Además, al generarse oxígeno, el experimento no debe hacerse cerca de una llama.
Referencia
M. Wajrak y T. Harrison. Chemical Demonstrations Booklet. “Demonstration 22 – Elephant’s toothpaste (decomposition of hydrogen peroxide)”, pp. 41-42. Universidad Edith Cowan, 2016.
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/ .
