370 Cubrir de cobre un clavo de hierro

Para realizar nuestro experimento necesitamos un frasco con tapadera, sal, vinagre, monedas de cobre y un clavo de hierro.

Procedimiento:

Ponemos en un frasco unas 15 monedas de cobre, un par de cucharadas de sal y vinagre suficiente para cubrir todas las monedas.

Luego cerramos el frasco y agitamos durante un par de minutos.

Esperamos media hora y luego sacamos las monedas del tarro.

Metemos un clavo perfectamente limpio y brillante en el líquido del frasco y esperamos un par de horas.

Luego sacamos el clavo del líquido.

Las monedas de cobre están relucientes y el clavo de hierro aparece recubierto por una capa de cobre.

Explicación

El ácido acético del vinagre y la sal que es abrasiva se encargan de limpiar las monedas de cobre en el frasco. Algo del cobre de las monedas pasa a la disolución en forma de iones positivos.

Al introducir el clavo de hierro en la disolución se produce una reacción de oxidación reducción. En las reacciones de oxidación reducción se produce un intercambio de electrones, un elemento pierde electrones, se oxida, y otro gana electrones, se reduce.

El hierro del clavo se oxida, pierde electrones, y pasa a la disolución en forma de iones positivos.

El cobre de la disolución se reduce, gana electrones, y pasa de iones positivos a cobre metálico que se deposita sobre la superficie del clavo de hierro.   

353 Electrolitos y no electrolitos

Para realizar nuestro experimento necesitamos una pila de petaca de 4´5 V, cable eléctrico aislado, tijeras, dos clavos de hierro, portalámparas, bombilla pequeña, un vaso, agua, azúcar y sal.

Con las tijeras corta tres trozos de cable eléctrico y luego quita el plástico de los extremos de los cables procurando no cortar los hilos de cobre. Luego conecta los tres cables, la pila de petaca y el portalámparas (ver vídeo) y enrolla los clavos de hierro en los extremos libres de los cables.

Si llenamos el vaso con una disolución de agua y azúcar y metemos los clavos en el vaso procurando que no se toquen vemos que la bombilla no se enciende.

Si ahora llenamos el vaso con una disolución de agua y sal vemos que la bombilla se enciende, se desprenden burbujas en uno de los clavos y el agua adquiere un color verdoso.

Explicación

Un electrolito es una sustancia que al disolverse en agua proporciona iones que permiten el paso de la corriente eléctrica. Otras sustancias no proporcionan iones al disolverse en agua y se llaman no electrolíticas.

El cloruro de sodio (sal común) es un ejemplo de compuesto iónico. Al añadir sal común  a un vaso con agua se produce una interacción entre las moléculas de agua y los iones que forman el cloruro de sodio. Al disolverse en agua la sal se disocia en los iones positivos y negativos (el catión sodio y el anión cloruro) que pueden moverse en la disolución y permiten el paso de la corriente eléctrica.

Si se sustituye la sal por azúcar se obtiene una disolución que no permite el paso de la corriente eléctrica ya que el azúcar es una sustancia covalente molecular que no proporciona iones al disolverse en agua.

En el primer caso la corriente eléctrica produce cambios químicos apreciables a simple vista: se desprenden burbujas en uno de los clavos, el otro clavo se oscurece y el agua adquiere un color verdoso. La electrólisis es un cambio químico no espontáneo que ocurre mediante el paso de una corriente eléctrica por una disolución o por una sal fundida.  

345 Temperatura y velocidad de reacción

Para realizar nuestro experimento necesitamos vinagre y bicarbonato.

Si se deja caer una cucharada de bicarbonato en un vaso con un poco de vinagre se produce una reacción química con desprendimiento de burbujas. El ácido acético del vinagre reacciona con el bicarbonato de sodio (una base) y produce acetato de sodio (una sal) y ácido carbónico. El ácido carbónico es inestable y se separa en agua y en dióxido de carbono que forma las burbujas.

¿Qué efecto produce la temperatura del vinagre en la velocidad de la reacción química?

Para realizar nuestro experimento ponemos vinagre caliente en un vaso y la misma cantidad de vinagre frío en otro vaso. Luego dejamos caer en cada vaso un poco de bicarbonato. Vemos que en el vaso con vinagre caliente la reacción es mucho más rápida y termina en unos segundos.

Al calentar el vinagre aumenta la agitación térmica de las moléculas, aumenta el número de choques entre partículas y, por tanto, aumenta la velocidad de la reacción química.

323 Diferencia entre cambios físicos y cambios químicos

En los cambios físicos se altera el aspecto de las sustancias pero no su naturaleza, las sustancias siguen siendo las mismas.

En los cambios químicos unas sustancias se transforman en sustancias nuevas con propiedades diferentes.

Ejemplos de cambios físicos

Al disolver azúcar en agua se produce un cambio físico. La mezcla resultante contiene agua y azúcar pero no contiene sustancias nuevas.

Otro ejemplo de cambio físico son los cambios de estado. Por ejemplo la fusión de un cubito de hielo (agua en estado sólido) produce agua líquida. Cambia el aspecto pero la sustancia es la misma.

Ejemplos de cambios químicos

En ocasiones se puede reconocer un cambio químico por la aparición de un desprendimiento gaseosos. Es el caso de la reacción química del vinagre con bicarbonato que produce dióxido de carbono gaseoso. Si se añade el bicarbonato disuelto en agua la reacción es casi instantánea.

Otro ejemplo de cambio químico es la oxidación de un clavo de hierro en presencia del oxígeno del aire. El proceso es lento pero se puede acelerar si se coloca el clavo sobre un trozo de papel de cocina empapado de agua. En 24 horas ya se aprecia la aparición de una sustancia nueva de color naranja rojizo sobre el clavo.  

311 Monedas que cambian de color

Para realizar nuestro experimento necesitamos vinagre, unas monedas de cobre, papel de cocina y un plato.

Pon un trozo de papel de cocina en un plato con algo de vinagre. Luego pon algunas monedas sobre el papel y cúbrelas con otro trozo de papel empapado en vinagre. Tenemos que esperar unas horas. Pasado ese tiempo vemos que el papel y las monedas experimentan un cambio de color.

Explicación

En condiciones normales la superficie de una moneda de cobre está cubierta de óxidos y de sales que se forman al reaccionar el cobre de la moneda con el oxígeno del aire.

El vinagre contiene ácido acético que reacciona con el óxido de cobre que recubre las monedas formando una sustancia llamada acetato de cobre (II) de color azul verdoso.

Para realizar el experimento es preferible utilizar monedas ennegrecidas por el óxido de cobre que monedas pulidas y relucientes.