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Monday, September 26, 2005

 

Galvanoplastía





1.- Definición de galvanoplastía o galvanostegia.

Es el proceso por el cual, por medio de la electricidad, se deposita un metal sobre otro. Se hace dimanar una corriente eléctrica de las placas sumergidas (ánodos) hacia el objeto que se ha de galvanizar, a través de una solución de sales metálicas (electrólosis). Los ánodos son del mismo metal que la electrólosis y se disuelve en ella lentamente. Los iones de metal son atraídos por los objetos que se galvanizan y se despojan aquí de sus cargas eléctricas y se depositan sobre sus superficies. Plata, níquel, cobre y cinc son los metales más generalmente utilizados en este proceso.


2. Ecuación Química y Reacción Química. Concepto. Elementos.

Ecuación Química

Concepto:

Una ecuación química es una descripción simbólica de una reacción química. Muestra las sustancias que reaccionan o reactivos, las que se obtienen o productos y nos indican además las cantidades relativas de las sustancias que intervienen en la reacción.

Elementos:

Los elementos de una ecuación química son:

*Las que reaccionan: REACTANTES

*Lo que resulta del enlace: PRODUCTO

*El "+" se lee como "reacciona con"

*La flecha significa "produce".

*Las fórmulas químicas a la izquierda de la flecha representan las sustancias de partida denominadas reactivos.

*A la derecha de la flecha están las formulas químicas de las sustancias producidas denominadas productos.

*Los números al lado de las formulas son los coeficientes (el coeficiente 1 se omite).

reactantes > H + O arrow H2O

Reacción Química

Concepto:

Una reacción química es el proceso mediante el cual una o más sustancias (elementos o compuestos) denominadas reactivos, sufren un proceso de transformación o combinación para dar lugar a una serie de sustancias (elementos o compuestos) denominadas productos. En una reacción química se produce desprendimiento o absorción de calor u otras formas de energía.

Las reacciones químicas se representan en una forma concisa mediante, Ecuaciones Químicas.

Elementos:

Represesenta:

Números = proporción de combinación (coeficientes estequiométricos)

Signo (+) = "reacciona con"

Signo ( ) = "produce" o "para dar"

Letras en ( ) = indican el estado de agregación de las especies químicas

Fórmulas químicas = a la izquierda de son reactantes, a la derecha productos.

2 H2(g) + O2(g) = 2 H2O (g)

Ejemplo de Reacción Química; Combustión del métano

3. Diferencia entre estos dos conceptos.

La diferencia entre ecuación química y reacción química es que la ecuación química es la representación de una reacción química, por medio de símbolos y números respectivamente a los elementos y productos.

4. Criterios para clasificar las reacciones químicas.

5. Cuadro para clasificar las distintas reacciones químicas.



CRITERIO DE CLASIFICACIÓN

TIPO DE REACCIÓN


Por sus fases

Ø Homogéneas

Ø Heterogéneas

Por ecuación cinética

Ø Elementales

Ø No elementales

Por complejidad

Ø Simples

Ø Múltiples:

  • Serie
  • Paralelo
    • Competitivas
    • Simultáneas

Por presencia de catalizador

Ø Catalíticas

Ø No catalíticas

Por equilibrio

Ø Reversibles

Ø Irreversibles

Por el calor

Ø Endotérmica

Ø Exotérmica

Por estado de oxidación

Ø Redox







6. Escribe 5 ejemplos de cada una de las clases de reacciones químicas con sus respectivas ecuaciones y nombres. MARTES.

Por sus fases

Ø Homogéneas

- H2 + H2 arow016.gif (13220 bytes) 2H2

- C + C arow016.gif (13220 bytes) 2C

- Li + Li arow016.gif (13220 bytes) 2Li

- Be2 + Be2 arow016.gif (13220 bytes) 2Be2

- Mg2 + Mg2 arow016.gif (13220 bytes) 2Mg2

Ø Heterogéneas

- CH4 + O2 arow016.gif (13220 bytes) CO2 + H2O

- C + O2 arow016.gif (13220 bytes) CO2

- H + O2 arow016.gif (13220 bytes) H2O

- Na + O2 arow016.gif (13220 bytes) Na2O

- Fe + O2 arow016.gif (13220 bytes) FeO

Por complejidad

Ø Simples

- K + O2 arow016.gif (13220 bytes)K2O

- Mg + O2 arow016.gif (13220 bytes)MgO

- Cu + O2 arow016.gif (13220 bytes) Cu2O

- Au + O2 arow016.gif (13220 bytes) Au2O3

- C + O2 arow016.gif (13220 bytes) CO2

Ø Múltiples:

- F2 + H2 arow016.gif (13220 bytes)HF

- Cl2 + H2 arow016.gif (13220 bytes) HCl

- Br2 + H2 arow016.gif (13220 bytes) HBr

- I2 + H2 arow016.gif (13220 bytes) HI

- S + H2 arow016.gif (13220 bytes) H2S

Por presencia de catalizador

Ø Catalíticas

H2O

- 2CuCl2 + Pd° arow016.gif (13220 bytes) 2CuCl + PdCl2

PdCl

- H4 + 2CuCl2 + H2O arow016.gif (13220 bytes) CH3CHO + 2CuCl + 2HCl

Ø No catalíticas

- F2 + H2 arow016.gif (13220 bytes) HF

- Cl2 + H2 arow016.gif (13220 bytes) HCl

- Br2 + H2 arow016.gif (13220 bytes) HBr

- I2 + H2 arow016.gif (13220 bytes) HI

- S + H2 arow016.gif (13220 bytes) H2S

Por equilibrio

Ø Reversibles

Ø Irreversibles

Por el calor

Ø Endotérmica

Ø Exotérmica

Por ecuación cinética

Ø Elementales

Ø No elementales

Por estado de oxidación

Ø Redox



7. Métodos para balancear o equilibrar las ecuaciones.

Para equilibrar o balancear ecuaciones químicas, existen diversos métodos. En todos el objetivo que se persigue es que la ecuación química cumpla con la ley de la conservación de la materia.

Métodos para balancear ecuaciones

http://html.rincondelvago.com/balanceo-de-ecuaciones-quimicas.html

Métodos para balancear ecuaciones

http://www.cyberolimpiadas.com.sv/cyber_2005/ejemplo_anteproyecto.doc

Balanceo por el método del sándwich

http://www.fcen.uba.ar/ecyt/articulo/art1.htm

Método analítico para balancear ecuaciones químicas

http://www.angelfire.com/band/ajrivera/Balanceo.htm

Práctica de balanceo de ecuaciones

http://redexperimental.gob.mx/temas.php?id_eje=17



8. Explica el proceso de cada uno de los métodos utilizando dos ejemplos en cada uno. Describe la terminología necesaria.


Balanceo de ecuaciones por el método de Tanteo



El método de tanteo consiste en observar que cada miembro de la ecuación se tengan los átomos en la misma cantidad, recordando que en



· H2SO4 hay 2 Hidrógenos 1 Azufre y 4 Oxígenos

· 5H2SO4 hay 10 Hidrógenos 5 azufres y 20 Oxígenos



Para equilibrar ecuaciones, solo se agregan coeficientes a las formulas que lo necesiten, pero no se cambian los subíndices.

Ejemplo: Balancear la siguiente ecuación



H2O + N2O5 NHO3



· Aquí apreciamos que existen 2 Hidrógenos en el primer miembro (H2O). Para ello, con solo agregar un 2 al NHO3 queda balanceado el Hidrogeno.



H2O + N2O5 2 NHO3



· Para el Nitrógeno, también queda equilibrado, pues tenemos dos Nitrógenos en el primer miembro (N2O5) y dos Nitrógenos en el segundo miembro (2 NHO3)

· Para el Oxigeno en el agua (H2O) y 5 Oxígenos en el anhídrido nítrico (N2O5) nos dan un total de seis Oxígenos. Igual que (2 NHO3)




Balanceo de ecuaciones por el método de Redox (Oxidoreduccion)

En una reacción si un elemento se oxida, también debe existir un elemento que se reduce. Recordar que una reacción de oxido reducción no es otra cosa que una perdida y ganancia de electrones, es decir, desprendimiento o absorción de energía (presencia de luz, calor, electricidad, etc.)

Para balancear una reacción por este método, se deben considerar los siguiente pasos



1) Determinar los números de oxidación de los diferentes compuestos que existen en la ecuación.

Para determinar los números de oxidación de una sustancia, se tendrá en cuenta lo siguiente:

· En una formula siempre existen en la misma cantidad los números de oxidación positivos y negativos

· El Hidrogeno casi siempre trabaja con +1, a ecepcion los hidruros de los hidruros donde trabaja con -1

· El Oxigeno casi siempre trabaja con -2

· Todo elemento que se encuentre solo, no unido a otro, tiene numero de oxidación 0

2) Una vez determinados los números de oxidación, se analiza elemento por elemento, comparando el primer miembro de la ecuación con el segundo, para ver que elemento químico cambia sus números de oxidación

0 0 +3 -2

Fe + O2 Fe2O3

Los elementos que cambian su numero de oxidación son el Fierro y el Oxigeno, ya que el Oxigeno pasa de 0 a -2 Y el Fierro de 0 a +3

3) Se comparan los números de los elementos que variaron, en la escala de Oxido-reducción

0 0 +3 -2

Fe + O2 Fe2O3

El fierro oxida en 3 y el Oxigeno reduce en 2



4) Si el elemento que se oxida o se reduce tiene numero de oxidación 0, se multiplican los números oxidados o reducidos por el subíndice del elemento que tenga numero de oxidación 0

Fierro se oxida en 3 x 1 = 3

Oxigeno se reduce en 2 x 2 = 4



5) Los números que resultaron se cruzan, es decir el numero del elemento que se oxido se pone al que se reduce y viceversa

4Fe + 3O2 2Fe2O3

Los números obtenidos finalmente se ponen como coeficientes en el miembro de la ecuación que tenga mas términos y de ahí se continua balanceando la ecuación por el método de tanteo






Balanceo de ecuaciones por el método algebraico



Este método esta basado en la aplicación del álgebra. Para balancear ecuaciones se deben considerar los siguientes puntos

1) A cada formula de la ecuación se le asigna una literal y a la flecha de reacción el signo de igual. Ejemplo:

Fe + O2 Fe2O3

A B C



2) Para cada elemento químico de la ecuación, se plantea una ecuación algebraica

Para el Fierro A = 2C

Para el Oxigeno 2B = 3C



3) Este método permite asignarle un valor (el que uno desee) a la letra que aparece en la mayoría de las ecuaciones algebraicas, en este caso la C

Por lo tanto si C = 2

Si resolvemos la primera ecuación algebraica, tendremos:

2B = 3C

2B = 3(2)

B = 6/2

B = 3

Los resultados obtenidos por este método algebraico son

A = 4

B = 3

C = 2

Estos valores los escribimos como coeficientes en las formulas que les corresponden a cada literal de la ecuación química, quedando balanceada la ecuación

4Fe + 3O2 2 Fe2O3




9. Escribe 5 ejemplos de ecuaciones de cada uno de los métodos para balancear ecuaciones químicas.

Ejemplos de balanceo por metodo de tanteo:

HCl + Zn ZnCl2 H2
2HCl + Zn ZnCl2 H2


KClO3 KCl + O2

2 KClO3 2KCl + 3O2

H2 + O2 H2O

H2 + O2 2H2O

2H2 + O2 2H2O



Ejemplos de balanceo por metodo de redox:

KClO3 KCl + O2

+1 +5 -2 +1 -1 0

KClO3 KCl + O2


Cl reduce en 6 x 1 = 6

O Oxida en 2 x 1 = 2


2KClO3 2KCl + 6O2


Cu + HNO3 NO2 + H2O + Cu(NO3)2

0 +1 +5 -2 +4 -2 +2 -2 +2 +5 -2

Cu + HNO3 NO2 + H2O + Cu(NO3)2

Cu oxida en 2 x 1 = 2

N reduce en 1 x 1 = 1

Cu + HNO3 2NO2 + H2O + Cu(NO3)2

Cu + 4HNO3 2NO2 + 2H2O + Cu(NO3)2

Ejemplos de balanceo por metodo algebraico:

HCl + KmNO4 KCl + MnCl2 + H2O + Cl2
A B C D E F
· A = 2E
Cl) A = C + 2D + 2F
· B = C
Mn) B = D
O) 4B = E
Si B = 2
4B = E
4(2) = E
E = 8
B = C
C = 2
B = D
D = 2
A = 2E
A = 2 (8)
A = 16
A = C + 2D + 2F
16 = 2 + 2(2) + 2F
F = 10/2
F = 5
16HCl + 2KmNO4 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2

10. Investiga sobre como se construyen equipos mínimos de galvanoplastía, los materiales que se necesitan y todo lo referente para su aplicación.






Colocar agua hasta las 3/4 partes de la cubeta de vidrio y agregar sulfato de cobre hasta la saturación (es decir hasta que no se disuelva).

Agregar al cable negro una de las pinzas cocodrilo y sujetar el elemento de hierro. Realizar la misma operación con el cable rojo, que sostendrá la placa de cobre.







Conectar el cable negro con el polo negativo de la batería y el rojo con el polo positivo e introducir los elementos de hierro y cobre adentro de la cubeta.

A medida que pasa la corriente se podrá observar como el cobre se corroe y el hierro se va
"cobreando"

11. Escribe un vocabulario donde se encuentren las definiciones de todas las palabras nuevas que encontraste durante la investigación.


Vocabulario:


Galvanoplastia: Es el proceso por el cual, por medio de la electricidad, se deposita un metal sobre otro. Se hace dimanar una corriente eléctrica de las placas sumergidas (ánodos) hacia el objeto que se ha de galvanizar, a través de una solución de sales metálicas (electrólosis). Los ánodos son del mismo metal que la electrólosis y se disuelve en ella lentamente. Los iones de metal son atraídos por los objetos que se galvanizan y se despojan aquí de sus cargas eléctricas y se depositan sobre sus superficies. Plata, níquel, cobre y cinc son los metales más generalmente utilizados en este proceso.


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