Un orsetto di gomma brontolone
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Ossidazione degli zuccheri

Le caramelle, come gli orsetti di gomma, e i dolciumi in generale contengono zucchero. Lo zucchero comune, che si chiama D(+)-saccarosio, appartiene alla famiglia dei carboidrati, composti formati da carbonio, idrogeno e ossigeno. La sua formula chimica, infatti, è C₁₂H₂₂O₁₁. Come molte sostanze organiche, a base di carbonio, lo zucchero brucia all’aria, cioè può essere ossidato. La reazione con l’ossigeno dell’aria è descritta dallèequazione chimica seguente:

C₁₂H₂₂O₁₁ + 12 O₂ → 12 CO₂ + 11 H₂O

Questa reazione è detta anche combustione e libera una notevole quantità di energia: il calore liberato dalla combustione di un grammo di zucchero basta per scaldare a 100 °C e far bollire completamente circa 6.5 grammi di acqua fredda. La combustione è inoltre coinvolta nel processo di respirazione cellulare. Nelle cellule del nostro organismo la stessa reazione avviene, in modo controllato, fra gli zuccheri che assumiamo con l’alimentazione e l’ossigeno che preleviamo dall’aria attraverso la respirazione e libera l’energia necessaria a sostenere i vari processi vitali.
Oltre all’ossigeno sono noti molti altri agenti ossidanti, come, per esempio il clorato di potassio (KClO₃). Il clorato di potassio è un ossidante molto forte e reagisce vigorosamente con la maggior parte delle sostanze organiche, con sviluppo di fiamma o, talvolta, in modo esplosivo. Esso reagisce anche con lo zucchero, nella reazione seguente:

C₁₂H₂₂O₁₁ + 8 KClO₃ → 12 CO₂ + 11 H₂O + 8 KCl

Anche questa reazione libera una grande quantità di calore (energia), un po’ maggiore (circa il 7% in più) di quella della combustione del glucosio.
 
Cosa vedremo oggi

Una piccola quantità di clorato di potassio viene introdotta in una provetta ben pulita. Dopo averlo fuso, scaldandolo con cautela (fonde a 356 °C), si aggiunge un frammento dell’orsetto gommoso che brucia energicamente sviluppando una notevole quantità di calore. Il calore è sufficiente a mantenere fuso il clorato di potassio, almeno finché la combustione, accompagnata da una fiamma molto luminosa di un tenue colore violaceo e da un rumore stridente, non termina. Il colore particolare della fiamma è dovuto alla presenza del potassio.

Tanto la forte luminosità della reazione, quanto il colore della fiamma e i fischi che accompagnano la reazione ci rimandano agli spettacoli pirotecnici e infatti il clorato di potassio è stato ampiamente usato per la produzione di fuochi d’artificio.
Al termine della reazione, nella provetta rimangono i residui carboniosi della caramella bruciata, scuri, e i residui incolori di cloruro di potassio, derivato dal clorato di potassio. L’acqua formata nella combustione, a causa della notevole quantità di calore liberato è evaporata.
 

Se vuoi approfondire…

• per rivedere "l’orsetto brontolone": video su youtube.com
• video interattivo sulla respirazione cellulare

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