Introducción a los procesos electrolíticos
Mostrar las diferentes tendencias de los metales a oxidarse y familiarizar a los alumnos con las reacciones redox básicas de los metales.
La base científica de este experimento
Los procesos electrolíticos se producen mediante reacciones redox. Las especies químicas, especialmente los metales, pueden intercambiar electrones. Se dice que el elemento que adquiere electrones se reduce; al que pierde electrones, se dice que se oxida.
Equipo utilizado
- Electrodos de cobre — CHE-018
- Electrodos de zinc — CHE-017
- Vaso de precipitados de 50 ml — CHE-002
Productos químicos y reactivos
- Sulfato de cobre 1 M — R:22-35/38-50/53 S:22-60-61
- Sulfato de zinc 1 M — R:36/38-50/53 S:22-25-60-61
- Nitrato de plata 0,1 M — R: 34-50/53 S: 26-45-60-61
Preguntas para los alumnos
- Escribe una descripción de lo que ves en las celdas y en los electrodos.
- ¿Qué ha ocurrido en las celdas? Escribe las ecuaciones químicas equilibradas de las reacciones.
- Compara los resultados. ¿Puedes ordenar estos elementos según su afinidad por el estado oxidado?
Qué puedes esperar
El color azul brillante de la solución de sulfato de cobre se vuelve más pálido; en el electrodo se forma un depósito oscuro y esponjoso que se deposita fácilmente en el fondo de la célula. Tras 2 o 3 horas, la solución se vuelve incolora y queda un depósito oscuro y voluminoso en el fondo de la célula. En el electrodo se forma un depósito metálico brillante y esponjoso que se deposita fácilmente en el fondo. Al observarlo de cerca, se aprecia que la superficie del electrodo de cobre ya no es lisa. El electrodo de zinc se oxida, mientras que los iones de cobre en la solución se reducen y caen en forma de polvo al fondo del vaso de precipitados. CuSO₄ + Zn → ZnSO₄ + Cu↓ Vaso de precipitados 2. Cu + 2 AgNO₃ → Cu(NO₃)₂ + 2 Ag. En el vaso de precipitados 1, el cobre se reduce y el zinc se oxida, por lo que el zinc muestra una mayor afinidad por el estado Zn²⁺ que el cobre. Este hecho queda confirmado por el vaso de precipitados 2, en el que no se produce ninguna reacción porque los metales ya se encuentran en sus estados de oxidación más estables. En el vaso de precipitados 3, la plata se reduce, mientras que el cobre se oxida, por lo que el cobre tiene una mayor afinidad por el Cu²⁺. Cabe señalar que este orden quedará confirmado por los valores de sus potenciales estándar.
Eliminación
Vierte la solución en el contenedor de residuos.
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Este experimento forma parte de ATP Volta, un laboratorio científico móvil autónomo que convierte un aula normal en un laboratorio STEM en pleno funcionamiento, con más de 200 experimentos de física, química, biología, robótica e ingeniería. « Gali », el tutor de IA integrado en ATP Connect, guía a los alumnos en cada paso y responde a sus preguntas en la mesa de trabajo.
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