De cómo el agua y
otros agentes naturales destruyen los metales.
Objetivo:
Investigar qué agentes naturales deben acompañar al agua y en qué
circunstancias, para que se produzca la corrosión.
Hoy en día la corrosión destruye cada año la cuarta parte de la
producción de los aceros. La atmósfera de las ciudades, el agua de lluvia (la lluvia
ácida con restos de ácido sulfúrico o nítrico) y el agua de mar son sus principales
agentes.
Material:
Ÿ
Gradilla con tubos de ensayo (7).
Ÿ Clavos limpios.
Ÿ Reactivos: Cloruro de calcio,
Vaselina o aceite de oliva, Cloruro de sodio, Lámina de cinc, Papel de estaño, Alambre
de cobre, Agua destilada
Desarrollo:
Toma siete tubos de ensayo y once clavos limpios. Prepara los tubos de
la siguiente forma:
Ÿ Tubo
1.Coloca dentro del tubo dos clavos limpios y cúbrelos hasta la mitad con agua destilada.
Estos tubos están en contacto con el agua y con el aire y constituyen el experimento de
control.
Ÿ Tubo
2.En el fondo de un tubo seco se pone cloruro de calcio anhidro y también dos clavos.
Coloca en la boca del tubo un tapón de algodón. Los clavos están en contacto con el
aire pero no con la humedad.
Ÿ Tubo 3.
Hervir un poco de agua durante algunos minutos para eliminar el aire disuelto y verterla
en un tubo de ensayo cuando todavía está caliente. Sumergir en el agua dos clavos. En la
superficie del agua caliente coloca un poco de vaselina o algunas gotas de aceite de
oliva. La vaselina se fundirá formando una capa hermética al aire, solidificándose al
enfriarse el agua. Los clavos están en contacto con el agua pero no con el aire.
Ÿ Tubo
4.Cubrir dos clavos hasta la mitad con agua que contenga en disolución un poco de sal
común. Estos están en contacto con agua, aire y sal.
Ÿ Tubo 5.
Envolver parte de un clavo en un trozo de lámina de cinc y colocarlo dentro del tubo,
casi sumergido en agua.
Ÿ Tubo
6.Envolver parcialmente un clavo en un trozo de papel de estaño, colocarlo dentro del
tubo y agregar agua.
Ÿ Tubo
7.Enrolla en un clavo un trozo de cobre y colocarlo en el interior de un tubo procediendo
de la misma manera que con los tubos 5 y 6. Coloca los siete tubos en una gradilla y
déjalos durante varios días
Cuestiones:
Los alumnos, transcurridos unos días, deben describir lo que observan
en los clavos contenidos en cada uno de los tubos.
Consideraciones Didácticas
Esta actividad tiene por objeto conocer en profundidad un fenómeno
como es la oxidación del hierro, la herrumbre, que produce cada año pérdidas
millonarias ya que el hierro es el metal que más aplicaciones tiene y el de un uso mayor,
medido en el número de toneladas consumidas.
Se están analizando cuáles son las causas que la producen: el agua y
el aire, pero también en qué condiciones ésta se produce con mayor facilidad: presencia
de otros componentes (sal…), eficacia del cinc, estaño o cobre como protectores.
Ÿ Tubo 1.
Quien realmente oxida al hierro es el aire húmedo. Por tanto, en este caso se produce la
oxidación del hierro a óxido de hierro II y óxido de hierro III, asimismo, parte del
óxido de hierro II con el oxígeno del aire se oxida a óxido de hierro III.
Ÿ Tubo 2. Al estar en contacto el
hierro solamente con aire seco no hay reacción.
Ÿ Tubo 3. El agua hervida pierde los
gases que lleva disueltos. Si la protegemos con vaselina o aceite de oliva, no debe de
haber reacción con el hierro pues solamente con agua no se produce reacción.
Ÿ Tubo 4. La sal acentúa la
oxidación del hierro, por eso la chapa de los automóviles se oxida antes en ambientes
marinos que en el interior.
Ÿ Tubo 5. El cinc se oxida, pero la
oxidación no progresa ya que el óxido protege al resto del cinc y al hierro que hay en
el interior: Por ello se emplea el cinc para recubrir objetos de hierro: Hierro
galvanizado.
Ÿ Tubo 6. Lo mismo le ocurre al
estaño: hojalata.
Ÿ Tubo 7. El cobre adquiere un color
verde debido a la formación de carbonato básico de cobre (debido al dióxido de carbono
del aire).
Es interesante poner de manifiesto que metales como el hierro, el
cobre, el cinc, el estaño… no reaccionan con el agua de modo rápido y eficaz.
Hierro y cobre son metales apropiados para la construcción de tuberías. Sin embargo el
sodio, el calcio, el magnesio sí reaccionan con el agua, el primero de ellos de forma
violenta, generando disoluciones básicas.
Se propone que el profesor realice le experiencia sodio-agua utilizando
un recipiente grande de vidrio (cristalizador) y añadiendo unas gotas de fenolftaleína
para comprobar el carácter básico de la disolución obtenida. Las experiencias
Magnesio-agua y Calcio-agua pueden ser realizadas por los alumnos observando la influencia
que en la velocidad de reacción tiene la temperatura. |
