QUÍMICA

Una nueva explicación a por qué explotan los metales alcalinos al contacto con el agua [VÍDEO]

Es uno de los experimentos más repetidos en las demostraciones de ciencia, pero hasta ahora estaba mal explicado. Gracias a cámaras ultrarrápidas, un equipo detalla qué sucede cuando un metal alcalino contacta con el agua y explosiona.

Captura de una de las reacciones producidas por el equipo para estudiar el fenómeno
Captura de una de las reacciones producidas por el equipo para estudiar el fenómeno Phil Mason

A poco que usted se haya interesado por la ciencia, es probable que se haya encontrado con una de las demostraciones más sencillas y efectistas que se pueden hacer en un laboratorio. Se toma una minúscula porción de un metal alcalino (sodio o potasio, por ejemplo) y se pone en contacto, con mucho cuidado, con el agua contenida en un recipiente. La reacción explosiva es instantánea y espectacular, y hasta ahora se atribuía a la formación de vapor y la ignición del hidrógeno que se produce en el contacto.

Pero el equipo de Pavel Jungwirth, de la academia de ciencias checa, se ha parado a estudiar el proceso con detalle mediante cámaras de alta velocidad y se ha dado cuenta de que la reacción no es exactamente como se explicaba en los libros de texto.  El trabajo, publicado esta semana en Nature Chemistry, llega a la conclusión de que el proceso es de naturaleza diferente y que el comportamiento explosivo se produce por la liberación de electrones casi inmediata del metal, que deja atrás los átomos cargados positivamente y empiezan a repelerse con fuerza entre ellos. Es decir, no tiene que ver con el hidrógeno.

Una vez que comienza la reacción, relatan los autores del estudio, el metal se expande en unas pequeñas puntas que amplían la superficie en la que se sigue produciendo la interacción entre los átomos alcalinos y las moléculas de agua, lo que explica la propagación de la reacción. Los científicos también han hecho una simulación a escala molecular:

Su conclusión es que en el proceso se produce lo que se conoce como una explosión de tipo Coulombque se inicia con una repulsión electrostática entre átomos con la misma carga del metal - ya que los electrones se han fugado al contacto con el agua. Así que ya sabe, si es usted lector de @next_ciencia La próxima vez que vea a un profesor o científico hacer la demostración, quizá le pueda corregir la explicación.

Referencia: Coulomb explosion during the early stages of the reaction of alkali metals with water (Nature Chemistry) DOI: 10.1038/nchem.2161


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