La respuesta es que lo que estamos viendo es carbono, que es un producto de la reacción Sacarosa + ácido Sufúrico: [matemática] \ text {[/ matemática] [matemática] C_ {12} H_ {22} O_ {11} + H_ {2} SO_ {4}} [/ matemáticas].
El azúcar descompone el azúcar en átomos individuales: C: carbono, H: hidrógeno y O: oxígeno. El Hs y el Os rebotan creando agua (observe que hay el doble de Hs y hay Os) y el carbono (C) permanece separado. El material negro es carbono, y se eleva como lo hace porque el agua producida por esta reacción se calienta por la reacción, lo que hace que se convierta en vapor de agua, empujando el carbono negro hacia la columna que vemos.
La razón por la que produce calor es porque esta reacción es exotérmica. La energía creada por la formación de nuevos enlaces es mayor que la energía requerida para romper los enlaces inicialmente y desencadenar la reacción, por lo que se libera calor. Romper enlaces siempre requiere energía y es necesario para iniciar cualquier reacción, formar enlaces siempre produce algo de energía, pero la cantidad varía.
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Si la energía creada por la formación de nuevos enlaces es mayor que la utilizada, la reacción es exotérmica . Produce calor porque está emitiendo energía. Sin embargo, si la reacción requiere más energía de la que se produce, es endotérmica y se siente fría, ya que absorbe energía.
Entonces, para poner todo junto, el ácido sulfúrico y el azúcar se mezclan en un vaso de precipitados, debido a que se requiere una energía baja para que ocurra esta reacción (energía de activación), el calor a temperatura ambiente es suficiente para romper los enlaces de los dos elementos, Y comienza la reacción. El ácido sulfúrico descompone el azúcar en carbono (C) e hidrógeno y oxígeno, que se unen para formar agua ([matemática] \ text {H_2O} [/ matemática]). La energía creada por la formación de estos nuevos enlaces es más de lo que se requiere para que ocurra la reacción, por lo que se emite energía a medida que se genera calor. Este calor convierte el agua recién formada en vapor, que vemos como vapor. Este vapor es lo que empuja el carbón negro hacia arriba del vaso de precipitados. El olor a caramelo proviene del azúcar no descompuesto que está expuesto al calor de la reacción, y el olor a azufre proviene del ácido mismo.
Espero que esto haya respondido tu pregunta.