Laboratorio 8

 

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Química para minería PREPARACIÓN PARA EL LABORATORIO 8

1.  Elaborar el mapa conceptual del laboratorio CORROSION. 2.  La corrosión es un proceso electrolítico o electroquímico. Explique la respuesta 3.  Defina pátina es la razón por por la que se forma una pátina verde verde en la superficie del cobre y el¿Cuál lat latón?. ón?. 4.  En la formación de la herrumbre (corrosión del hierro por la humedad), ocurren reacciones de oxidación y reducción: r educción: a.  ¿Cuál es la reacción anódica? b.  ¿Cuál es la reacción catódica? 5.  Los metales de acuñar monedas, como el cobre y la plata ,también se s e oxidad, pero mas lentamente . ¿por ¿por qué?. Cuál es la característica del carbonato de cobre que se forma sobre la superficie del cobre?. 6.  Explique la raz razón ón de empotrar bloques de magnesio en los barcos de acero. 7.  ¿Qué es hierro galvanizado?. 8.  Explique la expresión “La corrosión es una pesada carga para la economía de un país”   9.  Si se emplean dos metales separarlos con un material no diferentes conductor?en conductor?    construcción ¿Por qué es deseable 10. Describe como se podría emplear una una propiedad física o química para disting distinguir uir el latón del oro. ¿Por qué el oro no se oxida fácilmente?  fácilmente?   11. Revisar ChemLab: Corrosión Corrosión  

 

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LABORATORIO 8 CORROSIÓN DEL HIERRO  HIERRO  I.  OBJETIVOS:   Experimentar con el indicador de Fe+2.   Experimentar con la corrosión del hierro en diferentes medios.   Plantear ecuaciones químicas de corrosión.   Investigar algunos factores que intervienen en la corrosión   Elegir el mejor ánodo de sacrificio para otro metal.   Construir celdas galvánicas Fundamento L a corrosión es un término que se aplica al proceso por el que los metales se convierten en óxidos u otros ccompuestos, ompuestos, esta eess la ccausa ausa gradual del deterioro ddee los metales. II.  REACTIVOS Y SOLUCIONES: Haga una relación de los reactivos, soluciones y materiales usados en cada uno de los experimentos. 

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III.  PROCEDIMIENTO Y CUESTIONARIO: 1.  Indicador de hierro (II) En un tubo de ensayo agregue 3 mL de sulfato ferroso 0,1 M, luego l uego adicione 1 gota de hexacianoferrato de potasio. Observe lo que sucede. Fe2+(ac)  +

K +(ac)  +

[Fe(CN)6]3-(ac) 

K Fe[Fe(CN)6](s) 

1.  Si tuviera que determinar corrosión del metal en un tanque de agua, ¿qué indicador usaría?, en todo caso una indicación positiva para el Fe +2 sería: 2.  Corrosión del hierro   Coloque en tres tubos de ensayo 3 mL de: Hidróxido de sodio 0,1 M, Cloruro de sodio 0,1 M, y Ácido Sulfúrico 0,1 M respectivamente, luego introduzca en cada uno de ellos un clavo. Deje reposar por espacio de unos 10 minutos mientras observa detenidamente lo que ocurre.   Luego determine en que tuvo de ensayo y con qué sustancia hay indicación positiva de iones Fe+2.    Vierta un poco de la solución que se encue encuentra ntra en el tub tuboo de ensayo que ccontiene ontiene el Cloruro de Sodio y agregue 2 gotas de fenolftaleína. Anote sus observaciones.   Llene el siguiente cuadro : 

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 Acidez de los reactivos NaCl NaOH HCl

Observaciones durante la reacción

Ensayo de Fe2+(ac) 

 Aspecto del clavo después de sumergido

 

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3.  ¿En qué medios (ácido, base o neutro) se aprecia corrosión intensa? 4.  ¿En qué medios (ácido, base o neutro) no se aprec aprecia ia corrosión? 5.  ¿Qué color aparece cuando se agrega la fenolftaleína fenol ftaleína a la solución del tubo de ensayo que contenía el cloruro de sodio?. Explique. 6.  ¿Cuál es el nombre del gas que se desprende del tubo de ensayo que contiene el clavo inmerso en ácido? ¿Es inflamable o toxico? 7.  Con ayuda de la tabla de potenciales estándar de oxidación, escriba la reacción de corrosión en medio ácido. Indique los estados de agregación y el potencial de celda. 3   Ánodo de sacrificio sacrificio    Arme celdas galvánicas: galvánicas: coloque 40 ml de cloruro ddee sodio al 3,5 % y 5 gotas de fenolftaleína en dos vasos de precipitación. Luego conecte ambos vasos con una tira de papel de filtro humedecido con una solución sol ución saturada de nitrato de amonio (puente salino).   En uno de los vasos se sumergirá un clavo de hierro y en el otro una lamina de cobre. Los electrodos se conectarán a un voltímetro por medio de unos alambres provistos de unas pinzas, de tal manera que el electrodo de hierro este siempre conectado al terminal negativo del voltímetro. Anote sus observaciones y el voltaje generado.   Repita la experiencia cambiando la lámina de cobre por una de zinc, luego magnesio y aluminio. 

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Cada uno de estos experimentos se realizará por separado, eliminándose la solución que contiene el vaso de precipitación cada vez que se cambie de electrodo).  V Fe

Metal puente

8.  Llene el siguiente cuadro : Terminal

Terminal

Ecelda

Formación de OH-(ac)

¿Se produjo

positivo (Cátodo)

negativo (Ánodo)

(Voltios)

(¿Ánodo o cátodo?)

unsacrificio? ánodo de

9.  ¿Cuáles son los metales que usaría como ánodos de sacrificio para el hierro?. Explique. 10. ¿Cuál es el metal que no funciona como ánodo de sacrificio para el hierro? ¿Por qué sucede ello?. Si quisiera hundir un barco ¿qué metales elegiría elegirí a como “falso ánodo”?  11. ¿Cuál es la semi reacción que se produce en el la celda que contiene al hierro, hierr o, cuando se utiliza cobre en la otra celda? 12. ¿Cuál es la semi reacción que se produce en el la celda que contiene con tiene al hierro, cuando se utiliza cobre en la otra celda? CHEM LAB

 

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Tabla de Potenciales Estándar de Electrodo a 25°C Eo Reacción de Reducción Reacción de Oxidación (V) Li+ + e-   Li Li  Li+ + e-  -3.04 K + + e-   K K  K + + e-  -2.92 Ba2+ + 2e-   Ba Ba  Ba2+ + 2e-  -2.90 2+

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Ca  Ca Na+ + 2e e-     Na Mg2+ + 2e-   Mg  Al3+ + 3e-   Al Mn2+ + 2e-   Mn 2H2O + 2e-   H2 + 2 OH-  Zn2+ + 2e-   Zn Cr2+ + 2e-   Cr Fe2+ + 2e-   Fe Cr3+ + 3e-   Cr Cd2+ + 2e-   Cd Co2+ + 2e-   Co Ni2+ + 2e-   Ni →

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2+

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Sn  + 2e 2e-    Sn Pb2+ +  Pb 3+ Fe  + 3e    Fe 2H+ + 2e-   H2  Sn4+ + 2e-   Sn2+  Cu2+ + 2e-   Cu 2H2O + O2 + 4e-   4OH-  Cu+ + e-   Cu Fe3+ + e-   Fe2+   Ag+ + e-   Ag Cr2O72- + 14H+ + 6e-   2Cr3+ + 7H2O 3+  Au  + 3e-   Au →

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3+

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-0.14 -0.13 -0.04 0.00 0.15 0.34 0.40 0.52 0.77 0.80 1.33 1.50

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CUESTIONARIO 1.  Como se puede controlar la corrosión

3+

0.14 0.13 0.04 0.00 -0.15 0.34 -0.40 -0.52 -0.77 -0.80 -1.33 -1.50

-

Co    Co  + e   →

2.87 2.71 2.37 1.66 1.18 0.83 0.76 0.74 0.44 0.41 0.40 0.28 0.25

-

Sn  Sn2+ +  + 2e 2e-   Pb  Pb Fe  Fe3+ + 3e-  H2   2H+ + 2e-  Sn2+   Sn4+ + 2e-  Cu  Cu2+ + 2e-  4OH-   2H2O + O2 + 4e-  Cu  Cu+ + e-  Fe2+   Fe3+ + e-   Ag  Ag+ + e-  2Cr3+ + 7H2O  Cr2O72- + 14H+ + 6e-   Au  Au3+ + 3e-  2+

1.82

2+

3.04 2.92 2.90

-

-2.87 Ca Na  Ca  Na+ +  + 2e e-    -2.71 Mg  Mg2+ + 2e-  -2.37  Al  Al3+ + 3e-  -1.66 Mn  Mn2+ + 2e-  -1.18 -0.83 H2 + 2 OH-   2H2O + 2e-  Zn  Zn2+ + 2e-  -0.76 Cr  Cr2+ + 2e-  -0.74 Fe  Fe2+ + 2e-  -0.44 Cr  Cr3+ + 3e-  -0.41 Cd  Cd2+ + 2e-  -0.40 Co  Co2+ + 2e-  -0.28 Ni  Ni2+ + 2e-  -0.25

2+

Co  + e    Co  

2+

Eo (V)

-1.82

 

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2.  Qué son inhibidores de la corrosión 3.  En qué casos se ap aplica lica la corrosión catódica? 4.  Bosqueje las siguientes celdas y escriba en cada caso la ecuación ajustada de la reacción espontánea y calcule el potencial, indique la dirección del flujo electrónico, el ánodo, el cátodo y la polaridad del electrodo. a.  Una tira de cobre sumergida en una disolución 1M en Cu 2+ y una tira de plata sumergida en una disolución 1M de Ag +  5.  a. De  escriba la reacción entre elde magnesio con  el ácido clorhídrico, la ecuación la reacción  reacción b.  indique la sustancia oxidad y la l a sustancia reducida c.  la semi ecuación de reducción  reducción  d.  la semi ecuación de oxidación  oxidación   e.  agente oxidante y agente reductor f.  moles de electrones necesarios para obtener 2g de hidrógeno 6.  Indique el número de electrones que gana o pierde y si las semi reacciones son de oxidación o reducción a.  Sn 2+    Sn 4+  b.  Ni0   Ni2+  c.   Ag +1   Ag0  d.  Cl20   2Cl -1