La química de las bolas de navidad

Los adornos navideños, bolas, “bombillas navideñas” o “bolas de Navidad” son adornos (generalmente de vidrio soplado, metal, madera, plásticos soplados, poliestireno expandido o cerámica) que se utilizan para adornar un árbol de Navidad. Los adornos toman muchas formas diferentes, desde una simple bola redonda hasta diseños altamente artísticos. Los adornos casi siempre se reutilizan año tras año en lugar de comprarse anualmente, y las colecciones familiares suelen contener una combinación de adornos producidos comercialmente y decoraciones creadas por miembros de la familia. Tales colecciones a menudo se transmiten y aumentan de generación en generación.

las bolas o bombillas navideñas son un adorno tradicional

Santa Claus es una figura de uso común. Bastones de caramelo, frutas, animales, muñecos de nieve, ángeles e imágenes de copos de nieve son también opciones populares.

Invención

Los primeros árboles decorados se adornaron con manzanas, bastones de caramelo blancos y pasteles en forma de estrellas, corazones y flores. Los adornos de vidrio fueron hechos por primera vez en Lauscha, Alemania, por Hans Greiner (1550-1609), quien produjo guirnaldas de cuentas de vidrio y figuras de hojalata que podían ser colgadas en los árboles. La popularidad de estas decoraciones creció en la producción de figuras de vidrio hechas por artesanos muy hábiles con moldes de arcilla.

Justus von Liebig
Justus von Liebig

Los artesanos calentaban un tubo de vidrio sobre una llama, y luego lo introducían en un molde de arcilla, soplando el vidrio calentado para que se expandiera en la forma del molde. Los adornos originales sólo tenían la forma de frutas y nueces.

Después de que el vidrio se enfriaba, una solución de nitrato de plata se vertía en él y se esparcía en sus paredes con movimientos circulares, una técnica de plateado desarrollada en la década de 1850 por Justus von Liebig. Después de que la solución de nitrato se secaba, el adorno se pintaba a mano y se remataba con una tapa y un gancho.

La química detrás del brillo de la navidad

Existen varias técnicas para generar superficies brillantes y reflectivas. Una de las mas interesantes emplea la reacción de Tollens para depositar una película de plata en una superficie de vidrio.

El reactivo de Tollens es un reactivo químico que se utiliza para determinar la presencia de grupos funcionales de aldehídos y aldehídos aromáticos junto con algunas alfa-hidroxi-cetonas que pueden tautomerizarse en aldehídos. El reactivo consiste en una solución de nitrato de plata, amoníaco y algo de hidróxido de sodio (para mantener un pH básico de la solución del reactivo). Lleva el nombre de su descubridor, el químico alemán Bernhard Tollens. Una prueba positiva con el reactivo de Tollens se indica por la precipitación de plata elemental, produciendo a menudo un característico “espejo de plata” en la superficie interior del recipiente de reacción.

Bernhard Tollens
Bernhard Tollens

El reactivo de Tollens se utiliza para aplicar un espejo de plata a la cristalería; por ejemplo, el interior de un frasco de vacío aislado. El agente reductor es la glucosa (un aldehído) para tales aplicaciones. Se requiere una cristalería limpia para un espejo de alta calidad. Para aumentar la velocidad de deposición, la superficie del vidrio puede ser pretratada con cloruro de estaño (II) estabilizado en una solución de ácido clorhídrico.

Para las aplicaciones que requieren la más alta calidad óptica, como en los espejos de los telescopios, el uso de cloruro de estaño (II) es problemático, ya que crea rugosidades a nanoescala y reduce la reflectividad. Los métodos para producir espejos de telescopios incluyen aditivos adicionales para aumentar la adhesión y la resistencia de la película, como en el Método de Martin, que incluye ácido tartárico y etanol.

Hagamos nuestro propio adorno de navidad químico

Utiliza una reacción química para crear un genuino adorno navideño de plata. La reacción de oxidación-reducción platea el interior de una bola de vidrio, formando esencialmente un espejo dentro del vidrio.

Materiales

  • Agua destilada
  • 5 ml de acetona
  • 2,5 ml de solución de nitrato de plata 0,5 M (AgNO3)
  • 2,5 ml de solución de nitrato de amonio 1,5 M (NH4NO3)
  • 5 ml de solución de dextrosa al 5% (C6H12O6)
  • 5 ml de solución de hidróxido de sodio al 10% (NaOH)
  • adorno de vidrio transparente o recipiente de vidrio

Procedimiento

Tiempo necesario: 30 minutos.

Empleando el ensayo de Tollens se puede fabricar un hermoso adorno navideño

  1. Si va a emplear un adorno de navidad transparente, suavemente y con cuidado quite el soporte de metal del adorno y déjelo a un lado. Debe quedar una bola de vidrio hueca con un cuello corto.

  2. Use una pipeta para verter acetona en la bola. Esparza la acetona en el interior y luego viértala en un contenedor de residuos. Deje que el adorno se seque. El paso de la acetona puede ser omitido, pero ayuda a limpiar el interior del adorno o recipiente para producir un mejor acabado plateado.

  3. Use una probeta graduada para medir 2,5 ml de solución de nitrato de plata. Vierta la solución de nitrato de plata en un pequeño vaso de precipitados. Enjuague la probeta graduada con agua, desechando el agua de enjuague.

  4. Use la probeta graduada para medir 2,5 ml de solución de nitrato de amonio. Añada la solución de nitrato de amonio a la solución de nitrato de plata. Remueva el vaso de precipitados o utilice una varilla agitadora de vidrio para mezclar los productos químicos. Enjuague la probeta con agua y deseche el agua de enjuague.

  5. Use la probeta graduada para medir 5 ml de solución de dextrosa. Vierta la solución de dextrosa en el adorno de vidrio seco. Enjuague la probeta con agua y deseche el agua de enjuague.

  6. Use la probeta graduada para medir 5 ml de solución de hidróxido de sodio. Vierta la solución de nitrato de plata y nitrato de amonio en la bola de vidrio, seguida inmediatamente por la solución de hidróxido de sodio.

  7. Cubra la apertura de la bola de vidrio con un trozo de parafilm y haga pasar la solución por las paredes del adorno o recipiente, asegurándose de que toda la superficie interior de la bola de vidrio esté cubierta. Verán un recubrimiento de espejo plateado desde el interior de la bola.

  8. Cuando la bola esté cubierta uniformemente, retire el parafilm y vierta la solución en el contenedor de residuos. Importante: Enjuague el interior del adorno de vidrio con agua destilada. Si no se enjuaga el adorno, se puede formar un compuesto sensible a los golpes.

  9. Utilice una pipeta para añadir unos 2 ml de acetona en el interior del adorno de navidad. Haga girar la acetona dentro del ornamento y luego deséchela en el contenedor de residuos. Deje que el adorno se seque al aire. Coloque un soporte para el adorno y disfrútelo.

  10. El material de desecho debe enjuagarse inmediatamente con agua para evitar la formación de un compuesto inestable (potencialmente explosivo)

Para más información Silver Plated Bulbs