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Clase Online Escrita de Química – Soluciones Acuosas y Corriente Eléctrica

Ovarios Poliquisticos — Sat, 02 May 2020 08:59:58 +0000

La prueba de conductividad en soluciones acuosas y su principio.

Para averiguar si una solución es conductiva, se realiza una prueba de conductividad que se basa en el mismo principio que la prueba realizada en materiales sólidos.
La solución acuosa se inserta en un circuito eléctrico que comprende un generador y una lámpara que brilla cuando fluye la corriente eléctrica y, por lo tanto, cuando la solución acuosa es conductora.

Sin embargo, hay diferencias en esta prueba:

Es necesario utilizar un tanque que contenga la solución a analizar.
Esta solución está conectada al resto del circuito utilizando barras de metal que se sumergen en él (estas barras se llaman electrodos).
La iluminación de la lámpara del circuito a veces no es suficiente para detectar la circulación de una corriente eléctrica (una lámpara no brilla si la intensidad de la corriente es mucho más débil que su intensidad nominal). Para detectar corrientes bajas, también se inserta un amperímetro en el circuito.

Algunos resultados de la prueba de conductividad

SOLUCIÓN PROBADA	¿LA LÁMPARA BRILLA?	INTENSIDAD DE CORRIENTE (EN MA)
Agua destilada (casi pura)	no	2
Agua de la llave	no	10
Agua azucarada	no	10
Agua salada	si	220
Solución de sulfato de cobre	si	160

Interpretación de los resultados de la prueba de conductividad.

Ninguna solución es completamente aislante, pero podemos distinguir dos grupos de soluciones entre las probadas:

El agua destilada, agua del grifo y agua con azúcar para las que los restos de corriente eléctrica muy baja (en general se considera que el agua destilada es aislante).
Solución de agua salada y sulfato de cobre para la cual la intensidad de la corriente es mucho mayor y que son buenos conductores de la corriente eléctrica.
Una corriente eléctrica, por definición, compuesta de un conjunto de partículas cargadas eléctricamente en movimiento, podemos deducir que el agua destilada, el agua del grifo y el agua azucarada contienen muy poco.

En efecto :

El agua pura contiene casi solo moléculas de agua que son eléctricamente neutras.
El agua del grifo contiene moléculas de agua y sales minerales.
El agua de azúcar contiene moléculas de agua, moléculas de azúcar (moléculas de sacarosa) y sales minerales.
De esto se puede deducir que el agua salada y la solución de sulfato de cobre son conductoras porque contienen partículas cargadas eléctricamente.
Estas partículas se llaman iones .

Nota
El agua azucarada y el agua del grifo no son completamente aislantes debido a sus sales minerales que consisten en iones .
El agua destilada tampoco es completamente aislante porque no es perfectamente pura: puede contener, entre otras cosas, iones provenientes de los gases del aire que se disuelven allí.

Soluciones acuosas e iones

Cationes y aniones

Hay dos tipos de iones diferentes:
los cationes son iones que tienen uno o más positivos cargas eléctricas.
Los aniones son iones que tienen una o más cargas negativas eléctricos.

Neutralidad eléctrica

Se dice que una sustancia es eléctricamente neutra si tiene tantas cargas eléctricas positivas como negativas.

Soluciones acuosas

Todas las soluciones acuosas son neutras:

Las soluciones moleculares acuosas (de las cuales el soluto está formado por moléculas) son neutrales porque las moléculas que contiene son neutrales.
Las soluciones iónicas acuosas (cuyo soluto está compuesto de iones) son neutrales porque las cargas positivas transportadas por los cationes son compensadas por las cargas negativas transportadas por los aniones.
Nota
La neutralidad de una solución iónica implica que los cationes siempre van acompañados de aniones y viceversa.

La dirección del movimiento de los iones.
Al igual que los electrones, los iones son partículas cargadas eléctricamente sensibles a la influencia de los terminales positivo y negativo del generador.

Los cationes son positivos y, por lo tanto, se mueven hacia el terminal negativo.
Los aniones son negativos y, por lo tanto, se mueven hacia el terminal positivo.
Cuando una corriente eléctrica fluye a través de una solución, los cationes y aniones se mueven en direcciones opuestas.
Dirección de corriente y dirección de movimiento de partículas cargadas eléctricamente en un circuito que comprende una solución.

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Clase Online Escrita de Electricidad en los Metales

Ovarios Poliquisticos — Sat, 02 May 2020 08:50:13 +0000

Los materiales sólidos se pueden clasificar en dos familias principales:

Conductores que pueden ser cruzados por una corriente eléctrica.
Aisladores que no conducen corriente eléctrica.
El principio de esta prueba es simple:

Si la lámpara está encendida, indica que la corriente eléctrica está circulando, por lo que el material es conductor.
Si la lámpara permanece apagada, la corriente eléctrica no circula, por lo tanto, el material es aislante.

Resultados de la prueba
MATERIALES PROBADOS	RESULTADO DE LA PRUEBA
Hierro	Conductor
Zinc	Conductor
Aluminio	Conductor
Cobre	Conductor
Sulfato de cobre en polvo	Aislamiento
Sal en polvo	Aislamiento
Madera	Aislamiento
Materia plástica	Aislamiento

Para averiguar si un material es conductor, la prueba de conductividad se lleva a cabo utilizando la siguiente disposición:

Esta prueba (ya realizada en quinto grado) muestra que solo los metales son conductores y la mayoría de los otros materiales sólidos son aislantes.
Esta característica se explica por sus propiedades microscópicas.

Electrones y electrones libres

Los electrones

Los átomos son las partículas más pequeñas que contienen partículas incluso más pequeñas llamadas electrones .
Todos los materiales tienen átomos, por lo que todos los materiales también tienen electrones.
Estas partículas son todas idénticas (incluso si pertenecen a átomos diferentes) y tienen el símbolo e- .

Electrones libres

Sin embargo, los metales contienen los llamados electrones » libres «.
Estos electrones libres pueden moverse libremente dentro del metal siguiendo caminos completamente desordenados. Estos electrones libres se mueven naturalmente en todas las direcciones.

Corriente eléctrica en un metal

Cargas eléctricas

Hay dos tipos de cargas eléctricas:

Las cargas eléctricas positivas (+)
Las cargas negativas (-)

Estas cargas eléctricas son comparables a los polos norte y sur de los imanes: polos idénticos se repelen entre sí mientras que los polos diferentes se atraen entre sí.
Podemos ver un fenómeno similar para las cargas eléctricas:

Las cargas eléctricas de los mismos signos se repelen entre sí (dos cargas negativas se repelen entre sí o dos cargas positivas se repelen entre sí)
Las cargas eléctricas de signos opuestos se atraen entre sí (una carga positiva y una carga negativa se atraen)

La carga eléctrica de los electrones.

Los electrones son partículas cargadas eléctricamente:
Cada electrón lleva un negativo elemental carga eléctrica registrada – e .
El término elemental significa que no hay una carga eléctrica menor.

Corriente eléctrica en metales

Cuando un metal es parte de un circuito eléctrico que comprende un generador, los electrones libres están influenciados por los terminales positivo y negativo de este último.
Debido a su carga eléctrica negativa, los electrones son repelidos por el terminal negativo del generador y son atraídos por su terminal positivo.
Por lo tanto, los electrones libres se ponen en movimiento y este movimiento constituye la corriente eléctrica.
Por lo tanto, los electrones libres se mueven (fuera del generador) del terminal negativo al terminal positivo, es decir, opuesto a la dirección convencional de la corriente eléctrica.

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Curso Escrito de Química: Metales

Ovarios Poliquisticos — Sat, 02 May 2020 08:41:47 +0000

Los metales más usados

Hay alrededor de sesenta materiales pertenecientes a la familia de los metales: cromo, titanio, vanadio, circonio, etc.
Entre estos metales, algunos se usan solo excepcionalmente y otros casi nunca.
En total, solo se usan seis metales con mucha frecuencia:

Hierro, símbolo atómico Fe
Cobre, símbolo atómico Cu
Zinc, con el símbolo atómico Zn
Aluminio, símbolo atómico Al
Oro, con símbolo atómico Au
Plata, símbolo atómico Ag

Distinguir metales comunes

Distinguir metales por su color

La mayoría de los metales tienen un color gris con tonos difíciles de distinguir.
Sin embargo, hay dos metales que tienen un color característico que permite identificarlos:
– Oro de color amarillo
– Cobre de color rojo-naranja.

Comportamiento de un metal en presencia de un imán

Si se presenta un imán cerca de varios metales, solo se atraerá el hierro.
Por lo tanto, una prueba magnética permite identificar el hierro entre otros metales.

Observaciones

El hierro se separa de los otros materiales mediante imanes en las líneas de clasificación de los centros de reciclaje.
Un imán también puede atraer una aleación que contiene hierro, como acero o hierro fundido.

La densidad de los metales

La densidad de un sólido o un líquido es una cantidad que se puede calcular utilizando la siguiente relación:

d = m/V
donde:
– d es la densidad (cantidad sin unidad)
– m es la masa del cuerpo expresada en kilogramo
– V es el volumen del cuerpo expresado en decímetro cúbico (dm3)
Esta cantidad es característica de cada metal y por lo tanto hace posible distinguirlo de otros

Ejemplo
La densidad de un objeto de aluminio puro es 2.7 independientemente del tamaño y la forma de este objeto. Si el cálculo de densidad para un metal desconocido conduce a un resultado de 2.7, entonces podemos deducir que el metal es aluminio.

Densidad de metales comunes:
aluminio d = 2.7
zinc d = 7.1
hierro d = 7.3
cobre d = 8.9
plata d = 10.5
oro d = 19.2

Corrosión de metales

¿Qué es la corrosión?

Por definición, la corrosión de un material corresponde a su degradación.
Puede tener causas mecánicas como la fricción o causas químicas.
Al aire libre, los metales están en presencia de dioxígeno, agua , dióxido de carbono y gases contaminantes que pueden causar una transformación química de la cual el metal es uno de los reactivos. Este último se consume mientras se forma el producto o productos.

Corrosión del oro

El oro es uno de los metales raros que no sufre corrosión. Es insensible al ataque del aire y sus componentes y, por lo tanto, conserva su luminosidad y color a pesar de la exposición prolongada al aire libre.
Se dice que el oro es inalterable y eso es lo que ciertamente lo convirtió, con su color, en un metal precioso.

El cobre se corroe al contacto con el aire. Está cubierto con una capa verdosa llamada cardenillo .
Esta capa es impermeable y aísla el cobre del aire y de los reactivos responsables de su corrosión.
Por lo tanto, la corrosión del cobre se detiene tan pronto como aparecen los verdigris.
La corrosión del cobre permanece entonces superficial, solo modifica su apariencia externa.

Ejemplo
La estatua de la libertad debe su color verdoso al cardenillo que se formó en el cobre del que está hecha.

El hierro reacciona con el oxígeno y agua para formar óxido rojizo que forma una capa porosa. Este último deja pasar agua y aire a través de los cuales puede continuar reaccionando con el hierro hasta que se haya transformado completamente en óxido.
Por lo tanto, un objeto de hierro se corroe profundamente e incluso puede desaparecer por completo.
Por lo tanto, el hierro debe protegerse con una capa de pintura o barniz que lo aísle del agua y el aire para evitar la transformación química que lo transforma en óxido.

Corrosión de plata

La plata se oxida al contacto con el oxígeno en el aire. Se oscurece mientras se cubre con una capa de óxido de plata. Esta capa impermeable evita que continúe la corrosión.

Corrosión de aluminio y zinc

La corrosión del zinc y el aluminio es del mismo tipo que la del cobre y la plata. Solo ataca la superficie del metal sobre el que se forma una capa de óxido (óxido de zinc u óxido de aluminio).
Sin embargo, las capas que se forman en ambos casos son de color grisáceo. Por lo tanto, es difícil distinguirlos del metal que cubren y darse cuenta de su presencia. Simplemente hacen el metal un poco más opaco.

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