Questo esperimento chimico è probabilmente uno dei più bizzarri e, al tempo stesso, affascinanti: stiamo parlando del "serpente di fuoco" ("fire snake" in inglese), chiamato anche "serpente del faraone". Basteranno zucchero, bicarbonato, alcool e sabbia per sbalordire chiunque; una sostanza nera sembrerà uscire da sotto la sabbia, dando l'illusione che si tratti di magia. In questo articolo vediamo tutti gli aspetti chimici che si celano dietro questo simpatico esperimento.
Attenzione: il serpente di fuoco raggiunge elevate temperature e può risultare pericoloso, quindi prestare massima attenzione. Si consiglia di effettuare l'esperimento in un luogo ben areato
Come creare il serpente di fuoco
Prima di scoprire nel dettaglio le reazioni chimiche coinvolte, vediamo cosa serve per effettuare questo esperimento.
Ecco l'elenco dei materiali necessari:
- zucchero da cucina;
- bicarbonato di sodio;
- alcool etilico;
- sabbia;
- contenitore;
- accendino.
Prima di tutto mescolare lo zucchero e il bicarbonato in rapporto 4:1 (ad esempio, 20 grammi di zucchero e 5 di bicarbonato). Successivamente, sarà necessario bagnare con l'alcol la sabbia, precedentemente inserita in una bacinella o in un contenitore. Dopodiché, versare la miscela di zucchero e bicarbonato sulla zona bagnata dall'alcool e innescare la reazione con un accendino.
La spiegazione chimica dell'esperimento
Il calore generato inizialmente dalla combustione dell'etanolo, innesca diverse reazioni chimiche.
La prima è la reazione di decomposizione del bicarbonato di sodio (NaHCO3) in carbonato di sodio (Na2CO3), acqua (H2O) e anidride carbonica (CO2):
2 NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2
Le altre reazioni, invece, coinvolgono lo zucchero (C12H22O11): ad elevate temperature il saccarosio può sia bruciare (reazione di combustione) con l'ossigeno (O2) e formare acqua (H2O) e anidride carbonica (CO2), sia disidratarsi (reazione di disidratazione) e formare acqua (H2O) e carbone (C).
Di seguito le due reazioni bilanciate:
C12H22O11 + 12 O2 → 11 H2O + 12 CO2
C12H22O11 → 11 H2O + 12 C
Il carbone (C) che si forma dalla reazione di disidratazione ingloba l'anidride carbonica (CO2) nella sua struttura tridimensionale, crescendo verso l'alto sottoforma di un materiale molto poroso e leggero. Ed ecco spiegata l'origine del serpente di fuoco!
Questo esperimento può essere usato in ambito didattico per spiegare la reazione di combustione, di disidratazione dei carboidrati e il concetto di struttura porosa.
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