Baño de cobre:

“Reacciones REDOX”

ANTECEDENTES La química es esencial en el desarrollo del ser humano, es parte de la vida diaria; 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,

que da como resultado una reacción de oxidación- reducción (REDOX) no espontánea.

Los líquidos son conductores de la corriente eléctrica (electrolitos, conductores de segunda clase). La

conductividad eléctrica se lleva a cabo en celdas o cubas electrolíticas para poder reproducir una reacción

de oxidación- reducción en la electrolisis.

El movimiento ordenado de los iones en los líquidos conductores se produce en el campo electrolítico

creado por los electrodos (conductores unidos a los polos de una fuente de energía eléctrica). El electrodo

positivo recibe el nombre de Ánodo y el negativo de Cátodo. Los iones positivos (cationes) se mueven

hacia cátodo y los negativos (aniones) hacia el ánodo. La corriente eléctrica en los electrolitos va acom-

pañada 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 proce-sos en los cuales el metal se deposita sin fuente externa de corriente eléctrica. En ambos procesos de re-cubrimientos la capa depositada forma cristales metálicos. La galvanoplastia (o también llamado electro-deposición) 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 superfi-cies. Dicho proceso es el resultado de la aplicación de corriente eléctrica por medio de un reactor o dispo-sitivo 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 electróli-sis 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 de cobre con el que ba-ñaremos en el lado positivo (ánodo). 4.- Se espera alrededor de 45 minutos.

Autores: Barajas Alcántara Fatima Jael

Ramírez Flores Dafne Fátima

Reyes Reyes Valentina

Rodríguez Caballero Elizabeth Azuani

Profesores asesores: Ivonne Villanueva Escazán y Ma. Elena Cortés Torres

Esc. Sec. Gral. “Atlatlahucan”

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 re-dox. 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 pedazo de cobre, el cable de cobre se oxidó. Alrededor de 45 mi-nutos después, el pedazo de hierro tomó el color del cobre, se dejó secar. Había quedado un poco opa-ca, 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 es-to 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 for-me la reacción de oxidación del cobre, esto producirá que desde esta se libere iones poco a poco, llama-dos 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 acumula-dos en este, por lo cual se producirán reacciones de reducción. En el caso del cobre este regresa al es-tado 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 Logramos nuestro objetivo. En la cuba electrolítica la mezcla de agua con sal, que es una fuente de iones que ayu-da 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 ma-nera simultánea. Semirreacción de oxidación: el cobre cede los dos electrones de valencia que posee, que provo-có que éste se haya oxidado. Y la semirreacción de reducción: cada átomo del pedazo de hierro participante, reci-be 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 ayu-dan 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