XXVII CONGRESO DE INVESTIGACIÓN CUAM

XXVII CONGRESO DE INVESTIGACIÓN CUAM- ACMor
Baño de cobre “Reacciones REDOX”
Barajas Alcántara, Fátima Jael; Ramírez Flores, Dafne Fátima; Reyes Reyes, Valentina y Rodríguez
Caballero, Elizabeth Azuani.
Profesores asesores: Ivonne Villanueva Escazán y Ma. Elena Cortés Torres.
Escuela Secundaria General “Atlatlahucan”
Proyecto escolar C. Área de Ciencias Biológicas, Químicas y de la Salud C.1 Experimental.
ANTECEDENTES
La química es esencial en el desarrollo del ser humano, es parte de la vida diaria y un ejemplo de ello es el uso
de la electrólisis para distintos procesos. La palabra electrólisis significa destrucción por electricidad. Es el
proceso de descomposición de una sustancia en disolución (electrolito) por medio de la electricidad. Da
como resultado una reacción de: oxidación – reducción (redox) no espontánea.
Los líquidos son conductores de la corriente eléctrica (electrólitos, conductores de segunda clase) si, bajo la
acción de un campo eléctrico externo, puede efectuarse en ellas el movimiento ordenado de los iones.
La conductividad eléctrica se lleva a cabo en cubas o celdas electrolíticas para poder reproducir una reacción
de
oxidación-reducción
en
la
electrólisis
(proceso
que tiene gran
interés
práctico).
El movimiento ordenado de los iones en los líquidos conductores se produce en el campo eléctrico creado por
los electrodos, o sea conductores unidos a los polos de una fuente de energía eléctrica. El electrodo positivo
recibe el nombre de ánodo y el negativo, el cátodo. Los iones positivos (cationes) se mueven hacia el cátodo y
los iones negativos (aniones) se mueven hacia el ánodo. La corriente eléctrica en los electrolitos va
acompañada del fenómeno de la electrólisis, desprendimiento en los electrodos de las partes componentes de
las sustancias disueltas o de otras, resultantes de reacciones secundarias en los electrodos.
El principio básico de los procesos de recubrimientos electrolíticos consiste en la conversión del metal del ánodo
en iones metálicos que se distribuyen en la solución. Estos iones se depositan en el cátodo (pieza que será
recubierta) formando una capa metálica en su superficie. Existen en galvanotecnia procesos en los cuales el
metal se deposita sin fuente externa de corriente eléctrica. En ambos procesos de recubrimientos la capa
depositada forma cristales metálicos. Esa película superficial arrastrada se elimina en un proceso de lavado
posterior para que no interfiera en las siguientes operaciones o presente las condiciones de acabado exigidas.
La galvanoplastia se conoce como el proceso de traslado de iones metálicos, los cuales van de un ánodo a un
cátodo en un estado líquido (formado por sales metálicas). Los iones de metal son atraídos por los objetos que
se galvanizan y se despojan aquí de sus cargas eléctricas y se depositan sobres sus superficies. Dicho proceso
es el resultado de la aplicación de corriente eléctrica por medio de un reactor o dispositivo que forma un circuito
eléctrico. También se le conoce como la electrodeposición de un metal en una superficie, que genera una
mejora en sus características obteniendo dureza y duración. La galvanoplastia protege metales. El método
empleado es el de la electrólisis. Todo esto sucede con la reacción REDOX que es la abreviatura que hace
referencia a las reacciones de oxidación-reducción, las cuales incluyen un gran número de transformaciones
químicas. Los conceptos de oxidación y reducción se ven incluidos en todos los procesos en donde haya una
transferencia de electrones.
OBJETIVO: Utilizar la electrólisis como un método para hacer un baño de cobre sobre otro metal y así evitar su
oxidación.
HIPÓTESIS: Que el objeto elegido para hacer el baño a través de la electrólisis, quede con una película de
cobre.
METODOLOGÍA
1.-En un vaso se agrega agua con 6 cucharadas de sal (NaCl) y se mezcla.
2.-Se hace un circuito eléctrico con la pila de 9 volts, clips, cable delgado y cinta de aislar. En cada extremo del
cable se coloca un clip.
3.- Se conecta el pedazo de hierro al lado negativo (cátodo) y el cable con el que bañaremos en el lado positivo
(ánodo).
4.- Se espera alrededor de 45 minutos.
RESULTADOS
En la cuba electrolítica se sumergen los electrodos (conectados a una fuente de corriente continua) la cual
envía electrones. Los electrodos son superficies sobre las que tienen lugar las semirreacciones redox. Existen
dos tipos: Ánodo en él se produce la oxidación (va conectado al polo positivo de la fuente de corriente) y cátodo,
en donde se produce la reducción, (se conecta al polo negativo de la fuente de corriente).
La ecuación que representa este proceso es: Fe0+Cu+2
Fe+2 + Cu0
De acuerdo al procedimiento se logró que el pedazo de hierro tuviera una película de cobre. Durante el proceso
se notaron burbujas cerca del el pedazo de hierro, el cable de cobre se oxidó. Alrededor de 45 minutos después,
el pedazo de hierro tomó el color del cobre, se dejó secar. Había quedado un poco opaco, pero se usó
bicarbonato para abrillantarlo.
ANÁLISIS DE RESULTADOS
Los electrones fluyen en ese sentido del cable de cobre hacia la batería y llega al pedazo de hierro, y esto forma
un ciclo. La batería porta la diferencia de potencial necesario para retirar los electrones desde el alambre de
cobre hasta el pedazo de hierro, el efecto inmediato es que la superficie del alambre se forme la reacción de
oxidación del cobre, esto producirá que desde esta se libere iones poco a poco, llamados Iones cobre 2+ que
da la solución y hacen que la superficie del alambre se cargue positivamente. Una vez los iones positivos llegan
a la superficie del pedazo de hierro y reciben los electrones acumulados en este, por lo cual se producirán
reacciones de reducción. En el caso del cobre este regresa al estado de oxidación que tenía en el alambre por
el cual empezará a acumularse en su forma metálica, lo que permite la formación de la película de cobre que
inicialmente
buscamos.
CONCLUSIONES
En la cuba electrolítica la mezcla de agua con sal es una fuente de iones que ayuda al proceso. El cobre se
reduce y corroe. Para ionizarlo se conecta al polo positivo de la batería, de esa manera roba electrones. Al
robarle electrones al átomo lo que nos va a permitir ahora es robarle ese átomo mediante un electrolito. El
pedazo de hierro que va en el cátodo se oxida, pues recibe todos los iones. Lo que sucede es que todos los
átomos ionizados viajan a través del agua con sal y se van depositando encima de nuestro pedazo de hierro.
Lo que obtuvimos es el resultado final de la transferencia de electrones de dos semirreaciones que ocurren de
manera simultánea. Semirreacción de oxidación: el cobre cede los dos electrones de valencia que posee, que
provocó que éste se haya oxidado. Y la semirreacción de reducción: cada átomo del pedazo de hierro
participante, recibe un electrón, diciendo que éste se ha visto reducido, así los dos electrones que cede el cobre
los reciben los dos átomos del pedazo de hierro. La reacción global sería la suma de las dos semirreacciones
anteriores. En ésta reacción, el cobre recibe el nombre de reductor, ya que, al ceder electrones se oxida,
provocando que el pedazo de hierro se reduzca. El pedazo de hierro en cambio, se denominará oxidante, pues,
al recibir los electrones y ser reducido, provoca la oxidación del cobre. Vemos que gracias a la electrólisis se
pueden hacer procesos que ayudan al ser humano.
BIBLIOGRAFÍA
http://www.ecured.cu/Leyes_de_la_electr%C3%B3lisis_de_Faraday
http://www.istas.net/fittema/att/li4.htm
https://www.youtube.com/watch?v=f7S6qfPShiU
http://matequimica2.blogspot.mx/
http://www.quiminet.com/articulos/que-es-la-galvanoplastia-y-el-proceso-de-plateado-2555766.htm