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Deshidratación de la sacarosa con ácido sulfúrico: un géiser de carbón en el laboratorio

Escrito por Quimitube el 23 September


Una de las reacciones más espectaculares que se pueden llevar a cabo en un laboratorio, siempre que se disponga de todas las medidas de seguridad necesaria (en especial una campana extractora de gases) es la carbonización del azúcar de mesa con ácido sulfúrico, que es un ácido muy fuerte capaz de producir la deshidratación de la sacarosa para convertirla en carbono puro y duro, sólido y de estructura amorfa. La reacción, una vez mezclados ambos reactivos, es rápida y provoca una especie de géiser de carbón que se eleva y sale del vaso de precipitados, superando sus paredes. Podéis verlo a continuación, en este vídeo de Periodic Table of Videos, al principio y más detallado a partir del minuto 5:30.

 

Bastante impresionante, ¿verdad?

Si la queréis llevarlo a cabo como demostración o práctica en el laboratorio, a continuación indicaremos los materiales necesarios y el procedimiento, si bien, como se aprecia en el vídeo, no tiene mayor secreto que poner en contacto los dos reactivos, ácido sulfúrico y sacarosa, manteniendo unas adecuadas condiciones de seguridad.

Materiales necesarios

Vaso de precipitados de 300 mL
Varilla de vidrio
Campana extractora de gases
Guantes, bata, mascarilla y gafas de seguridad
Azúcar común (70-80 gramos)
Ácido sulfúrico concentrado, 40-50 mL (generalmente del 98% en peso)

Las cantidades y tamaño del vaso de precipitados son aproximadas, no es necesario ser muy estrictos con ello.

Procedimiento en el laboratorio

En un vaso de precipitados de 300 mL introducimos una pequeña cantidad de azúcar en el fondo (en torno a 70 gramos). Seguidamente añadimos ácido sulfúrico en exceso, unos 40 mL, más o menos hasta cubrir el azúcar (cuidado con el ácido sulfúrico que es muy corrosivo, hay que usar guantes de laboratorio); después mezclamos con la varilla de vidrio. La mezcla va tomando un color tostado que va ganando intensidad. Dejamos de remover y esperamos unos 30 o 40 segundos a que la reacción empiece a producirse a gran velocidad, produciéndose el géiser de carbón que hemos visto en el vídeo, que duplica o triplica el volumen del vaso de precipitados inicial. La formación de carbón va acompañada de un gran desprendimiento de calor y de humo blanco.

http://www.quimitube.com/wp-content/uploads/2014/09/mezcla-sulfurico-sacarosa-deshidratacion.png

Mezcla de ácido sulfúrico y sacarosa en el vaso de precipitados: la dejamos reposar unos 30 segundos y se inicia la reacción

Carbón producido por deshidratación de la sacarosa

Una vez iniciada la reacción de deshidratación, el carbón formado va rebosando por los bordes del vaso de precipitados. También se observa el desprendimiento de gran cantidad de humo blanco.

¿Qué reacción química está ocurriendo?

El ácido sulfúrico reacciona con la sacarosa “arrancándole” las moléculas de agua, es decir, deshidratándola. De forma genérica podríamos decir que en la reacción, el ácido sulfúrico queda unido a dichas moléculas de agua, en concreto, que 11 moléculas quedan unidas a moléculas de ácido sulfúrico y todo el carbono de la sacarosa se convierte en carbono puro amorfo, carbón; posteriormente vamos a profundizar más en el proceso que se produce en el transcurso de nuestra reacción química, pero como idea general podemos escribir:

C12H22O11 (sacarosa) + 11 H2SO4 → 11 H2SO4 · H2O + 12C

Esta capacidad deshidratante hace que el sulfúrico ataque a multitud de materiales, como tejidos, papel e incluso la piel y las mucosas de los seres humanos: porque se trata de sustancias que contienen agua y también es capaz de deshidratarlas. No todo es tan terrorífico, ya que también tiene utilidad como agente deshidratante en multitud de procesos industriales y de laboratorio.

La reacción es muy exotérmica y provoca desprendimiento de gases, motivo por el que hay que llevarla a cabo en el interior de una campana extractora, como ya se ha indicado. Además, como se puede ver en el vídeo compartido, también va acompañada de un desprendimiento de vapores blancos. Entonces, ¿de dónde han salido estos vapores? La reacción escrita previamente de forma general, solo para mostrar que la sacarosa se convierte en carbón, no nos explica por qué se están desprendiendo gases durante el proceso. Este gas es, de hecho, una mezcla de varios gases: dióxido de carbono, dióxido de azufre y vapor de agua. El dióxido de azufre, SO2, es un gas tóxico y peligroso, motivo por el cual es importante que no haya ningún desprendimiento del mismo al entorno del laboratorio. Por tanto, debemos escribir una reacción que sea consecuente con la formación de dichos gases. Podemos escribir la siguiente reacción, más compleja:

C12H22O11 + H2SO4  + 1/2 O2  → 11C + CO2 + 12H2O + SO2

Como vemos, el ácido sulfúrico realmente sí se consume durante la reacción [1] y la sacarosa carboniza por completo; solo un átomo de carbono de la sacarosa inicial pasa a formar una molécula de dióxido de carbono que se desprende, el resto formarán carbón.

[1] ChemED DL

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7 Comentarios

  1. Información Bitacoras.com

    Valora en Bitacoras.com: Una de las reacciones más espectaculares que se pueden llevar a cabo en un laboratorio, siempre que se disponga de todas las medidas de seguridad necesaria (en especial una campana extractora de gases) es la carbonización del..…

    Bitacoras.com, 4 Años Antes Reply

  2. […] Una de las reacciones más espectaculares que se pueden llevar a cabo en un laboratorio, siempre que se disponga de todas las medidas de seguridad necesaria (en especial una campana extractora de gases) es la carbonización del azúcar de mesa con ácido sulfúrico, que es un ácido muy fuerte capaz de producir la deshidratación de la sacarosa para convertirla en carbono puro y duro, sólido y de estructura amorfa. La reacción, una vez mezclados ambos reactivos, es rápida y provoca una especie de géiser de carbón que se eleva y sale del vaso de precipitados, superando sus paredes. Podéis verlo a continuación, en este vídeo de Periodic Table of Videos, al principio y más detallado a partir del minuto 5:30.  […]

    Reacción de deshidratación de sac..., 4 Años Antes Reply

  3. encontre la que buscaba tengo que exponer sobre este tema ¡ gracias ¡

    DIDIER, 2 Años Antes Reply

  4. Muy buen articulo, muchas gracias!

    Valem2113, 2 Años Antes Reply

  5. Justo lo que necesitaba, todo explicado muy bien.

    Lucas, 1 Año Antes Reply


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