Antes de que los aviones surcaran el cielo, permitiendo con ello las comunicaciones transcontinentales de un modo más rápido que los barcos, en los años 30 del siglo XX, la firma alemana Luftschiffbau Zeppelin construyó una aeronave, pensando que sería el mayor desarrollo aeronáutico de la historia. La nave consistía en un armatoste metálico a modo de supositorio lleno de un gas especial que permitiera elevarse, el hidrógeno. El mayor problema que tenía el empleo de este gas es su facilidad de provocar graves incendios, ya que controlar cualquier chispa procedente de los motores era muy complejo.
La experiencia que os presentamos, a continuación, es recrear ese antiguo Zeppelin, llenando un globo con hidrógeno y comprobar cómo se pierde en el cielo.
- Una botella de refresco.
- Bolitas de aluminio (Al).
- Salfumán o ácido clorhídrico (HCl).
- Un cubo de plástico utilizado para la limpieza provisto de agua.
- Globos.
Introducimos una cantidad importante de bolitas de aluminio en el interior de la botella de refresco, tal y como aparece en la figura 30 (20-25 bolitas del tamaño de una canica). A continuación, adicionamos 20 ml de salfumán, y cerramos la botella con un globo. Agitamos la botella hasta que observamos el burbujeo de producción de gases.
Ya que la reacción que se genera es muy exotérmica, para controlar la energía liberada que puede fundir la botella de plástico, la introducimos en el interior de un cubo de plástico, de los que se utilizan para limpieza, provisto de agua (figura 31).
Cuando el globo tenga un volumen de gas considerable, lo separamos de la botella y comprobaremos la baja densidad del globo con respecto a uno normal (lleno de aire insuflado por parte de un alumno).
La reacción química que se genera, responsable de la producción de hidrógeno gas (H2), es la siguiente:
6 HCl + 6 Al ➔ 2 AlCl3 + 3 H2
El aluminio reacciona con el ácido clorhídrico (salfumán) a temperatura ambiente. El metal se disuelve con el ácido dando lugar a la producción de cloruro de aluminio (AlCl3) y gas hidrógeno. Este tipo de reacciones, para los más entendidos en química, es de las conocidas como de óxido-reducción. En toda reacción redox, que se produce gracias a una diferencia de potencial de oxidación entre los diferentes elementos, hay un componente que pierde electrones (oxidándose) y otro que los gana (reduciéndose). El aluminio es el metal que se oxida, perdiendo los electrones, pasando su estado de oxidación de 0 (aluminio metal) a +3 (ión aluminio). Por el contrario, quien se reduce ganando electrones es el hidrógeno, pasando su estado de oxidación de +1 (protón del ácido) a 0 (del gas hidrógeno).
