Pasta de dientes de elefante

Sustancia espumosa creada mediante la rápida descomposición del peróxido de hidrógeno (H2O2)

Reacción a la pasta de dientes de elefante

Dos personas observando la reacción de la pasta de dientes de Elephant

La pasta de dientes de elefante es una sustancia espumosa causada por la rápida descomposición del peróxido de hidrógeno ( _H2O2 ) utilizando _yoduro de potasio (KI) o levadura y agua tibia como catalizador . ^[1] La rapidez con la que se produzca la reacción dependerá de la concentración de peróxido de hidrógeno. ^{[2] [3] [4]}

Debido a que requiere sólo una pequeña cantidad de ingredientes y forma un "volcán de espuma", es un experimento popular para que los niños realicen en la escuela o en fiestas.

Explicación

La variación del experimento de la pasta de dientes del elefante con colorantes

Descripción

Primero se mezclan aproximadamente 50 ml de peróxido de hidrógeno concentrado (>12%) ^[5] con jabón líquido o detergente para lavavajillas. Luego, se agrega un catalizador, a menudo alrededor de 10 ml de solución de yoduro de potasio o catalasa de levadura de panadería , para hacer que el peróxido de hidrógeno se descomponga muy rápidamente. El peróxido de hidrógeno se descompone en oxígeno y agua. Como una pequeña cantidad de peróxido de hidrógeno genera un gran volumen de oxígeno, el oxígeno sale rápidamente del recipiente. ^[6] El agua jabonosa atrapa el oxígeno, crea burbujas y se convierte en espuma. ^[6] También se pueden agregar aproximadamente de 5 a 10 gotas de colorante de alimentos antes del catalizador para dramatizar el efecto. La rapidez con la que se produce la reacción dependerá de la concentración de peróxido de hidrógeno utilizada. ^[7]

Explicación química

Este experimento muestra la descomposición catalizada del peróxido de hidrógeno. El peróxido de hidrógeno (H ₂ O ₂ ) se descompone en agua y gas oxígeno, que se presenta en forma de espuma, pero normalmente la reacción es demasiado lenta para ser percibida o medida fácilmente: ^[2]

${\displaystyle {\ce {2H2O2 -> 2H2O + O2 ^}}}$

En condiciones normales, esta reacción se produce muy lentamente, por lo que se añade un catalizador para acelerar la reacción, lo que dará lugar a una rápida formación de espuma. El ion yoduro del yoduro de potasio actúa como catalizador y acelera la reacción sin sufrir cambios químicos en el proceso de reacción. ^{[2] [3] [8]} El ion yoduro cambia el mecanismo por el que se produce la reacción:

${\displaystyle {\begin{array}{llllll}{\ce {H2O2}}&+\ {\ce {I-}}&{\ce {->H2O}}&+\ {\ce {IO-}}\\{\ce {H2O2}}&+\ {\ce {IO-}}&{\ce {->H2O}}&+\ {\ce {O2 ^}}&+\ {\ce {I-}}\\\hline {\ce {2H2O2}}&&{\ce {->2H2O}}&+\ {\ce {O2 ^}}&&\Delta _{\mathrm {r} }H^{\circ }=-196{\text{ kJ/mol}}\end{array}}}$

La reacción es exotérmica ; la espuma producida está caliente (aproximadamente 75 °C o 167 °F). ^{[ especificar ] [2] [3]} Se puede utilizar una tablilla incandescente para mostrar que el gas producido es oxígeno. ^[9] La tasa de formación de espuma medida en volumen por unidad de tiempo tiene una correlación positiva con la concentración de peróxido (v/V%), lo que significa que se generará más espuma por unidad de tiempo cuando se utiliza una solución de peróxido más concentrada. ^[10]

Materiales para el experimento

Variaciones

El animador científico de YouTube Mark Rober ha creado una variación del experimento, llamada "Pasta de dientes del diablo", que tiene una reacción mucho más pronunciada que la versión que se realiza habitualmente en las aulas. ^{[11] [12]} Los ingredientes para crear la reacción de la pasta de dientes del diablo son los mismos que la reacción habitual de la pasta de dientes del elefante, la única diferencia es el uso de 50% de H ₂ O ₂ en lugar del 35% habitual. ^[13]

Véase también

• Serpiente negra (fuegos artificiales)
• Serpiente de carbono
• Géiser de soda

Referencias

1. "Pasta de dientes de elefante". Estación de la imaginación . Archivado desde el original el 28 de octubre de 2017. Consultado el 27 de octubre de 2017 .
2. "La pasta de dientes del elefante" (PDF) . Demostraciones de química de la Universidad de Utah . Universidad de Utah. Archivado (PDF) del original el 23 de diciembre de 2014 . Consultado el 21 de marzo de 2014 .
3. "La pasta de dientes del elefante - Versión para niños". Steve Spangler Science. Archivado desde el original el 18 de marzo de 2014. Consultado el 21 de marzo de 2014 .
4. Dirren, Glen; Gilbert, George; Juergens, Frederick; Page, Philip; Ramette, Richard; Schreiner, Rodney; Scott, Earle; Testen, May; Williams, Lloyd (1983). "Demostraciones químicas". Un manual para profesores de química . 1 (1): 180–185. Bibcode :1985JChEd..62R..31K. doi : 10.1021/ed062pA31.2 .
5. "La pasta de dientes del elefante (cámara lenta)". Tabla periódica de vídeos . Universidad de Nottingham . Archivado desde el original el 28 de septiembre de 2016 . Consultado el 14 de septiembre de 2016 .
6. "¡El gran experimento de la pasta de dientes con elefantes!". PBS Parents . 2013-10-09. Archivado desde el original el 2019-04-26 . Consultado el 2019-04-26 .
7. "Pasta de dientes de elefante: un experimento de química con peróxido de hidrógeno". Uso de peróxido de hidrógeno . Archivado desde el original el 11 de octubre de 2017. Consultado el 19 de octubre de 2017 .
8. Dirren, Glen; Gilbert, George; Juergens, Frederick; Page, Philip; Ramette, Richard; Schreiner, Rodney; Scott, Earle; Testen, May; Williams, Lloyd (1983). "Demostraciones químicas". Un manual para profesores de química . 1 (1): 180–185. Bibcode :1985JChEd..62R..31K. doi : 10.1021/ed062pA31.2 .
9. "Descomposición catalítica del H2O2: la pasta de dientes de los elefantes" (PDF) . Demostraciones de la clase de química de la NCSU . Archivado (PDF) desde el original el 25 de enero de 2016 . Consultado el 6 de diciembre de 2015 .
10. Hernando, Franco; Laperuta, Santiago; Kuijl, Jeanine Van; Laurín, Nihuel; Sacos, Federico; Ciolino, Andrés (2017). "Pasta de dientes para elefantes". Revista de Educación Química . 94 (7): 907–910. doi :10.1021/acs.jchemed.7b00040. hdl : 11336/43230 .
11. "Ingeniero de la NASA establece récord mundial con fuente de pasta de dientes para elefantes".
12. "El YouTuber Mark Rober organiza una fiesta de cumpleaños para un niño de Rocky River con cáncer cerebral". 22 de septiembre de 2020.
13. "Receta secreta de pasta de dientes del diablo de Mark Rober revelada". Marzo de 2023.

Enlaces externos

• El experimento de la pasta de dientes del elefante sciencebob.com