Utilizar la electrólisis como un método para hacer un baño de cobre

Baño de cobre:
“Reacciones REDOX”
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”
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.
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.
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 bañaremos en el lado positivo (ánodo).
4.- Se espera alrededor de 45 minutos.
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 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. La galvanoplastia (o también llamado electrodeposición) 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.
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 pedazo de cobre, 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 opaca, 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
Logramos nuestro objetivo. En la cuba electrolítica la mezcla de agua con sal, que 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