Dentífric d'elefant

El dentífric d'elefant és una substància escumosa causada per la descomposició ràpida de peròxid d'hidrogen mitjançant iodur de potassi o llevat i aigua tèbia com a catalitzador.^[1] Com de ràpidament la reacció procedeixi dependrà en la concentració de peròxid d'hidrogen.^[2][3][4] Com que requereix només un número petit d'ingredients i fa un "volcà d'escuma", és un experiment popular en l'àmbit escolar o en festes; l'experiment és també conegut com l'"experiment marshmallow", però no està relacionat amb l'experiment psicològic (experiment del núvol) .

Reacció del dentífric d'elefant

Explicació

La variació de l'experiment dentífric d'elefant amb colorants

Descripció

Aproximadament 50 ml de peròxid d'hidrogen concentrat (>30%) es barregen primerament amb sabó líquid o detergent.^[5] Llavors, un catalitzador, sovint uns 10 ml de solució de iodur de potassi o catalasa del llevat de forner, s'afegeix per fer descompondre el peròxid d'hidrogen molt de pressa. El peròxid d'hidrogen se separa en oxigen i aigua. Com que una quantitat petita de peròxid d'hidrogen genera un volum gran d'oxigen, l'oxigen empeny ràpidament cap a fora del recipient.^[6] L'aigua sabonosa atrapa l'oxigen, creant bombolles, i es converteix en escuma. Aproximadament 5-10 gotes de colorant alimentari també es podrien afegir abans del catalitzador per dramatitzar l'efecte.^[7]

Explicació química

Aquest experiment mostra la descomposició catalitzada del peròxid d'hidrogen. El peròxid d'hidrogen (H₂O₂) es descompon en aigua i oxigen en forma de gas, el qual és en la forma d'escuma, però normalment la reacció és massa lenta per ser fàcilment percebuda o mesurada:^[2]

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

En condicions normals, aquesta reacció té lloc molt a poc a poc, per tant s'afegeix un catalitzador per accelerar la reacció, que resultarà en formació ràpida d'escuma. L'ió de iodur del iodur del potassi actua com a catalitzador i accelera la reacció a la vegada que queda químicament inalterat en el procés de reacció.^[2][3][4] L'ió de iodur canvia el mecanisme pel qual la reacció ocorre:

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

La reacció és exotèrmica; l'escuma que es produeix és calenta.^[2][3] Una fèrula brillant es pot utilitzar per mostrar que el gas produït és oxigen.^[8] L'índex de formació d'escuma mesurat en volum per unitat de temps té una correlació positiva amb la concentració de peròxid (v/V%), el qual significa que com més reactants hi ha (concentració de peròxid) més ràpid és l'índex de formació d'escuma.^[9]

Materials per l'experiment