https://sites.google.com/site/unidaddidac https://sites.google.com/sit e/unidaddidacticadeoxidos ticadeoxidos /corrosin-de-clavos-1 /corrosin-de-clav os-1
PRÁCTICA 7: OXIDACIÓN DEL HIERRO
7 clavos de hierro. 7 botes de vidrio, uno de ellos debe tener tapa. Agua del grifo.
Material (cada 2 alumnos uraci!n
200 ml de vinagre. 50 ml de aceite. 50 g de sal. 50 g de "0 d#as.
7 clavos de hierro, apro% 2 euros.
'betivos
*recaucio nes+ $onseos
'tros
eterminar los factores )ue var#an la velocidad de o%idaci!n del hierro. e debe tener cuidado al trasvasar el agua caliente desde el calentador al bote, -a )ue el agua debe estar hirviendo. e deben mane(ar los clavos con cuidado para evitar )ue se produzcan heridas, especialmente &n vez de clavos de hierro se puede utilizar otros ob(etos como por e(emplo la parte met/lica de los alal/pices. &n lugar de laca de uas se puede pue de utilizar barniz.
134'5$$1 6 &l hierro es un elemento u#mico de nmero at!mico 28. &ste metal de
transici!n es el cuarto elemento m/s abundante en la corteza terrestre, el segundo metal detr/s del aluminio. 9 el ncleo de la 3ierra est/ formado principalmente de hierro - n#uel. &s un elemento mu- importante para el desarrollo de la humanidad, debido a las caracter#sticas - abundancia de este metal. e hecho uno de los per#odos de la historia se conoce con el nombre de la &dad de :ierro. &l hierro, pr/cticamente, no e%iste en estado libre en la naturaleza, porue en contacto con el aire - la humedad se produce su corrosi!n form/ndose trihidr!%ido f;rrico (
a corrosi!n es un proceso electrou#mico -a ue en la supercie del metal se forman dos zonas diferenciadas? una acta como /nodo - es donde se produce la o%idaci!n del hierro - la otra como c/todo produci;ndose la reducci!n del o%#geno presente en el aire. >a corrosi!n es una reacci!n irreversible - para evitar ue se produzca es necesario proteger los materiales construidos con hierro. &ste proceso se puede realizar recubriendo el metal con pinturas anticorrosivas o con metales inertes a la o%idaci!n del aire como por eemplo con zinc o estao. 'tra forma de protecci!n es unir a la estructura de hierro un metal m/s reactivo, como por eemplo el magnesio, -a ue la reacci!n de o%idaci!n se lleva a cabo entre el metal m/s re@ activo - el o%#geno del aire.
&,A44'>>' &*&41M&3A> ". &numerad los 7 botes de cristal e introducid un clavo de hierro, ue previamente hab;is liado, en cada uno. 2. &n cada bote vais a realizar un e%perimento en condiciones diferentes? a) Bote "? el clavo va a estar en contacto con el aire. b) Bote 2? aadid agua del grifo hasta la mitad del bote. c) Bote =? aadid agua previamente hervida hasta la mitad del bote e inmediatamente des@ pu;s le ech/is aceite hasta obtener una capa superior de aceite de apro%imadamente 0,5 cm de grosor cerrad el bote. d) Bote C? aadid una disoluci!n concentrada de agua con sal hasta la mitad del bote. >a disoluci!n la deb;is preparar previamente en el vaso revolviendo con la cuchara (aadid = cucharadas de sal para obtener una disoluci!n concentrada). e) Bote 5? recubrid el clavo con laca de uas - cuando est; seco lo introduc#s de nuevo en el bote - aad#s agua hasta la mitad. f) Bote 8? aadid vinagre hasta la mitad del bote. g) Bote 7? aadid arroz hasta ue el clavo est; totalmente tapado. =. 4ealizad una tabla de forma ue las columnas corresponden a los
e%perimentos - las filas a los d#as. C. 4ellenad cada d#a la tabla indicando si observ/is o%idaci!n en el clavo.
'4MA,
D
D
$uando reco/is el e%perimento tened cuidado con los clavos, especialmente con los ue est/n o%idados.
D
&n el e%perimento =, deb;is introducir el agua con cuidado para evitar uemaduras, -a ue debe hervir antes de aadirla al bote.
&n caso de ue un bote de vidrio se rompa, dead los vidrios para ue los recoa el profesor.
$5&,31'&, a) EFu; diferencias observ/is en los resultados de los diferentes e%perimentosG b) EFu; reacci!n se produce cuando el clavo est/ al aireG c) EFu; reacci!n se produce cuando el clavo est/ sumergido en agua o en una disoluci!n acuosaG d) E*or u; se observan diferencias en los resultados en los e%perimentos 2 - =G EFu; funci!n tiene el aceite en el e%perimento =G e) E*or u; el clavo est/ m/s o%idado en el e%perimento C ue en el nmero 2G f) E*or u; el vinagre aumenta la velocidad de o%idaci!n del clavoG g) EFu; ocurre en el e%perimento nmero 5G E9 en el nmero 7G E*or u;G
$'$>5,1'&, D
&%perimento "? el hierro se o%ida cuando est/ en contacto con el aire segn la reacci!n?
*ero la reacci!n se produce mu- lentamente, por tanto, en el e%perimento " no se observa la o%idaci!n del clavo, pero si el clavo permanece m/s tiempo e%puesto al aire s# observaremos la o%idaci!n. D
&%perimento 2? se ha producido la o%idaci!n. &l clavo est/ en contacto con agua - con el o%#geno ue est/ disuelto en el agua. e producen las siguientes reacciones?
&l hierro en presencia de o%#geno - agua se ha o%idado para formar hidr!%ido f;rrico (herrumbre). D
&%perimento =? no se ha producido la o%idaci!n del hierro.
Al calentar el agua, la solubilidad del o%#geno disminu-e - por eso en el agua hervida la concentraci!n de o%#geno es mucho menor - no se puede producir la formaci!n de !%ido f;rrico. Adem/s, el aceite acta como una capa herm;tica ue impide ue el o%#geno del aire - el agua est;n en contacto. D
&%perimento C? se produce la o%idaci!n del clavo - se observa m/s corrosi!n ue en el e%perimento 2. >a sal acta como catalizador de la reacci!n redo%.
>a corrosi!n es una reacci!n redo% en la ue se produce la transferencia de electrones entre el hierro ue pierde electrones - el o%#geno ue los gana. Al aadir sal al agua la velocidad de la reacci!n aumenta porue el cloruro de sodio disuelto forma dos iones? el i!n cloruro ($l@) - el i!n sodio (aH) ue favorecen la conducci!n de electrones en el agua. D
&%perimento 5? el clavo no se ha o%idado.
>a laca de uas forma una capa de protecci!n porue evita ue el hierro est; en contacto con el o%#geno - el agua, evitando su corrosi!n. D
&%perimento 8? el clavo se ha o%idado m/s ue en el e%perimento 2. &l /cido ac;tico acta como catalizador de la reacci!n.
&l vinagre contiene /cido ac;tico - por tanto en la disoluci!n ha- iones disueltos ue aumentan la velocidad de la reacci!n de la misma forma ue en el e%perimento nmero C. D
&%perimento 7? el clavo no se ha o%idado.
&l arroz impide la corrosi!n porue al tapar el clavo la cantidad de o%#geno ue est/ en con@ tacto con el clavo es menor. *or otra parte, el arroz absorbe la humedad - por tanto disminu-e la concentraci!n de agua evitando la formaci!n de herrumbre.
*A4A ,AB&4 MI, Barcos, la maldita corrosi!n? http?++JJJ.fondear.org+infonautic+barco+isenoK$onstruccion+$orrosionKM aldita+$orrosionKmal@ dita. htm iderurgia? metalurgia del hierro?
http?++cmcirubide.blogspo t.sL+200+0C+el@hierro@-@la@ metalurg ia@[email protected] >a importancia del hierro en el organismo? http?++biogenmo l.blogspot.sL+20"0+0"+la@ importancia@del@hierro@[email protected]
Oxidación y corrosión del hierro http://fq-experimentos.blogspot.com.es/2!/"/corrosin.html
#aterial: - Clavos de hierro - Vasos de plástico - Agua, sal y aceite - Cobre
#onta$e: - Tomamos cuatro vasos de plástico y cuatro clavos. - Numeramos los vasos y los preparamos de la siguiente forma: - Vaso : ponemos un clavo - Vaso : ponemos un clavo y lo cubrimos hasta la mitad con agua con sal. - Vaso : enrollamos con cobre uno de los clavos y lo ponemos en el vaso casi sumergido en agua. - Vaso V: ponemos un clavo y lo cubrimos totalmente con aceite. - Transcurridas !"- "# horas e$aminamos el contenido de los vasos. %a corrosi&n es evidente en el clavo del vaso n'mero dos.
%xplicación: %a corrosi&n del hierro se produce por el agua y el o$(geno del aire, pero tambi)n hay otros factores *ue pueden afectar a la corrosi&n del hierro. Veamos cada vaso: Vaso : %a o$idaci&n del h ierro con el o$(geno y el vapor de agua del aire es un proceso lento y por eso no se aprecia corrosi&n en el clavo. Vaso : el agua salada acelera la corrosi&n. +or eso la corrosi&n d e los metales es frecuente cerca del mar. Vaso : el cobre se o$ida y protege al clavo de la corrosi&n. Vaso V: al sumergir el clavo en aceite s e evita el contacto con el a gua y no se produce corrosi&n.
Te recomiendo *ue pruebes tambi)n con agua o$igenada y sal. s más espectacular, por*ue no necesitas esperar !"/"# h. n una sola hora el clavo está o$idado...
https?++JJJ.-outube.com+JatchGvNmpd>$'u9M https?++JJJ.-outube.com+JatchGvN>vfO>v5A-vM http?++es.slideshare.net+fmarnav+de@u@factores@depende@la@corrosin@del@ hierro
Comparando la corrosión Los estudiantes intermedios que se preparan para las asignaciones por adelantado pueden determinar que los líquidos causan la formación de óxido más rápido en las uñas de hierro sumergidas . Reúna seis vasos o vasos para beber . ñadir ! ta"a de agua del grifo a la primera # ! ta"a de agua salada para el segundo # ! ta"a de una gaseosa de lima$limón con gas a la tercera # ! ta"a de %ugo de pepinillos al cuarto recipiente # ! ta"a de %ugo de naran%a a la quinta & ! ta"a de vinagre blanco a la última copa. 'lantear la hipótesis de qu( líquido causará un clavo se oxide primero . )umer%a un clavo de hierro en cada contenedor & estable"ca los vasos o copas en un lugar que no se verá afectado . *enga en cuenta las uñas todos los días para comprobar si la formación de óxido . Los clavos en agua deben tanto formar óxido dentro de tres semanas # & el vinagre deben oxidarse un clavo aproximadamente una semana más tarde . La soda & %ugos no deben causar el óxido para formar en el clavo .
0+12NT34 CA4134
L C+RR+),- /xperimentos caseros 0*/R,L/) CL1+)# C)+) 2/ 'L)*,C+ 34# C/,*/ 5 C+6R/ 0onta%e 7 *omamos cuatro vasos de plástico & cuatro clavos. 7 umeramos los vasos & los preparamos de la siguiente forma8
7 1aso ,8 ponemos un clavo 7 1aso ,,8 ponemos un clavo & lo cubrimos hasta la mitad con agua con sal. 7 1aso ,,,8 enrollamos con cobre uno de los clavos & lo ponemos en el vaso casi sumergido en agua. 7 1aso ,18 ponemos un clavo & lo cubrimos totalmente con aceite. 7 *ranscurridas 9:$ :; horas examinamos el contenido de los vasos. La corrosión es evidente en el clavo del vaso número dos /xplicación8 1aso ,8 La oxidación del hierro con el oxígeno & el vapor de agua del aire es un proceso lento & por eso no se aprecia corrosión en el clavo. 1aso ,,8 el agua salada acelera la corrosión. 'or eso la corrosión de los metales es frecuente cerca del mar. 1aso ,,,8 el cobre se oxida &
5e c&mo el agua y otros agentes naturales destruyen los metales.
http://cprcalat.educa.aragon.es/e$corrosion.html
3b6etivo: nvestigar *u) agentes naturales deben acompa7ar al agua y en *u) circunstancias, para *ue se produ8ca la corrosi&n. 9oy en d(a la corrosi&n destruye cada a7o la cuarta parte de la producci&n de los aceros. %a atm&sfera de las ciudades, el agua de lluvia la lluvia ácida con restos de ácido sulf'rico o n(trico; y el agua de mar son sus principales agentes.
Material:
Clavos limpios.
1eactivos: Cloruro de calcio, Vaselina o aceite de oliva, Cloruro de sodio, %ámina de cinc, +apel de esta7o, Alambre de cobre, Agua destilada
Desarrollo: Toma siete tubos de ensayo y once clavos limpios. +repara los tubos de la siguiente forma: Tubo >.Coloca dentro del tubo dos clavos limpios y c'brelos hasta la mitad con agua destilada. stos tubos están en contacto con el agua y con el aire y constituyen el e$perimento de control.
Tubo !.n el fondo de un tubo seco se pone cloruro de calcio anhidro y tambi)n dos clavos. Coloca en la boca del tubo un tap&n de algod&n. %os clavos están en contacto con el aire pero no con la humedad.
Tubo ?. 9ervir un poco de agua durante algunos minutos para eliminar el aire disuelto y verterla en un tubo de ensayo cuando todav(a está caliente. 4umergir en el agua dos clavos. n la superficie del agua caliente coloca un poco de vaselina o algunas gotas de aceite de oliva. %a vaselina se fundirá formando una capa herm)tica al aire, solidificándose al enfriarse el agua. %os clavos están en contacto con el agua pero no con el aire.
Tubo ".Cubrir dos clavos hasta la mitad con agua *ue contenga en disoluci&n un poco de sal com'n. stos están en contacto con agua, aire y sal.
Tubo @. nvolver parte de un clavo en un tro8o de lámina de cinc y colocarlo dentro del tubo, casi sumergido en agua.
Tubo .nvolver parcialmente un clavo en un tro8o de papel de esta7o, colocarlo dentro del tubo y agregar agua.
Tubo =.nrolla en un clavo un tro8o de cobre y colocarlo en el interior de un tubo procediendo de la misma manera *ue con los tubos @ y . Coloca los siete tubos en una gradilla y d)6alos durante varios d(as
Cuestiones:
%os alumnos, transcurridos unos d(as, deben describir lo *ue observan en los clavos contenidos en cada uno de los tubos.
Consideraciones Didácticas sta actividad tiene por ob6eto conocer en profundidad un fen&meno como es la o$idaci&n del hierro, la herrumbre, *ue produce cada a7o p)rdidas millonarias ya *ue el hierro es el metal *ue más aplicaciones tiene y el de un uso mayor, medido en el n'mero de toneladas consumidas. 4e están anali8ando cuáles son las causas *ue la producen: el agua y el aire, pero tambi)n en *u) condiciones )sta se produce con mayor facilidad: presencia de otros componentes salB;, eficacia del cinc, esta7o o cobre como protectores. Tubo >. uien realmente o$ida al hierro es el aire h'medo. +or tanto, en este caso se produce la o$idaci&n del hierro a &$ido de hierro y &$ido de hierro , asimismo, parte del &$ido de hierro con el o$(geno del aire se o$ida a &$ido de hierro .
Tubo !. Al estar en contacto el hierro solamente con aire seco no hay reacci&n.
Tubo ?. l agua hervida pierde los gases *ue lleva disueltos. 4i la protegemos con vaselina o aceite de oliva, no debe de haber reacci&n con el hierro pues solamente con agua no se produce reacci&n.
Tubo ". %a sal acent'a la o$idaci&n del hierro, por eso la chapa de los autom&viles se o$ida antes en ambientes marinos *ue en el interior.
Tubo @. l cinc se o$ida, pero la o$idaci&n no progresa ya *ue el &$ido protege al resto del cinc y al hierro *ue hay en el interior: +or ello se emplea el cinc para recubrir ob6etos de hierro: 9ierro galvani8ado.
Tubo . %o mismo le ocurre al esta7o: ho6alata.
Tubo =. l cobre ad*uiere un color verde debido a la formaci&n de carbonato básico de cobre debido al di&$ido de carbono del aire;.
s interesante poner de manifiesto *ue metales como el hierro, el cobre, el cinc, el esta7oB no reaccionan con el agua de modo rápido y efica8. 9ierro y cobre son metales apropiados para la construcci&n de tuber(as. 4in embargo el sodio, el calcio, el magnesio s( reaccionan con el agua, el primero de ellos de forma violenta, generando disoluciones básicas. 4e propone *ue el profesor realice le e$periencia sodio-agua utili8ando un recipiente grande de vidrio cristali8ador; y a7adiendo unas gotas de fenolftale(na para comprobar el carácter básico de la disoluci&n obtenida. %as e$periencias 2agnesio-agua y Calcio-agua pueden ser reali8adas por los alumnos observando la influencia *ue en la velocidad de reacci&n tiene la temperatura.