Estoy seguro de que esto es algo que todos hemos experimentado antes: sales a la calle y encuentras una herramienta u otro elemento de metal completamente descolorido. Es posible que ya lo sepas, esta decoloración se llama óxido. Por lo general, esperamos que algo tarde semanas o meses en oxidarse, pero hoy voy a mostrarle una forma en que puede oxidar una uña en solo segundos. ¿Quieres ver cómo funciona y cómo puedes probar esto en casa? Vea el video a continuación para obtener más información.
Materiales para recoger
- Un clavo de hierro (Asegúrese de que no esté galvanizado)
- Un recipiente de plástico o vidrio lo suficientemente grande para sostener su clavo & todos los ingredientes líquidos. * No use un recipiente de metal o podría oxidarse demasiado *
- 8 cucharaditas de peróxido de hidrógeno (3%) (puede recogerlo en cualquier tienda donde vendan suministros de primeros auxilios)
- 1 cucharadita de vinagre blanco destilado
- Sal de mesa
- Gafas de seguridad o gafas para proteger sus ojos
- Un par de guantes
¡Pruébalo! (con supervisión de un adulto)
* * Antes de hacer este experimento, es muy importante que todos los participantes usen equipo de protección personal (PPE): un par de gafas de seguridad o gafas protectoras y guantes impermeables. Un par de gafas de seguridad o anteojos de seguridad SIEMPRE es una buena idea cuando se trabaja con líquidos que podrían salpicar en los ojos. También es una buena idea tener un par de guantes a mano porque no desea tener un contacto prolongado con la piel una vez que se combinen estos productos químicos.**
Una vez que haya recogido todos sus materiales y tenga puesto su equipo de protección personal, ¡es hora de comenzar la ciencia!
Paso 1: Mida sus ingredientes utilizando las cantidades enumeradas en la sección de materiales. Si necesita más solución, asegúrese de usar 8 partes de peróxido de hidrógeno por 1 parte de vinagre destilado a medida que mide lo que necesita. Luego combine cuidadosamente el vinagre y el peróxido de hidrógeno en su tazón.
* * Una vez combinados estos líquidos, tenga cuidado de no tocar la mezcla. Ponerse un par de guantes cuando trabaje con esta solución es una excelente manera de mantener sus manos seguras.**
Paso 2: Agregue suficiente sal a la mezcla para saturar la solución (de la misma manera que haría agua muy salada). Mezcle la solución, puede usar el clavo si es lo suficientemente largo o puede usar un pincho de madera. Si usas la uña para remover, es posible que veas un color óxido y empiecen a aparecer burbujas.
Paso 3: Coloca la uña en el recipiente. Si estás oxidando más de una uña, elige un recipiente lo suficientemente grande como para contener todas las uñas que quieras oxidar.
Paso 4: Deje que el clavo se asiente en la solución. Cualquier parte de la uña que se encuentre en la solución se oxidará. Mantenga un ojo en su uña, y cuando esté contento con lo oxidada que se ha vuelto su uña, puede sacarla cuidadosamente de la solución.
Paso 5: Deje que la uña se seque al aire. Use guantes y retire cuidadosamente la uña de la solución. Si se limpia la uña, puede perder parte del acabado oxidado. Colóquelo suavemente sobre una toalla de papel y déjelo secar al aire. En unas pocas horas, tu uña debería verse oxidada y puedes verla un poco más de cerca. Asegúrese de drenar la solución de forma segura y desechar los guantes.
¿Qué es la Ciencia?
Entonces, ¿qué es rust de todos modos?
Se forma óxido en los metales en un proceso llamado oxidación. La oxidación ocurre cuando ciertos metales, como el hierro, se exponen al oxígeno. Para algunos metales, esto sucede muy rápidamente, y para otros, este proceso es un poco más lento. Los metales que están protegidos por pintura y otros recubrimientos no se oxidarán porque esos recubrimientos protegen el metal de la exposición al oxígeno. Si se quita o daña alguna parte del revestimiento (como un rasguño en un automóvil o una pintura en una bicicleta que se desgasta), el metal estará expuesto al oxígeno y el proceso de oxidación puede comenzar.
¿Qué sucede realmente cuando se forma óxido?
En nuestro experimento, mezclar peróxido de hidrógeno (H2O2) y vinagre destilado juntos crea una pequeña cantidad de algo llamado ácido peracético. El ácido es corrosivo y puede hacer que cosas como el metal se descompongan. El peróxido de hidrógeno está hecho de hidrógeno y oxígeno, pero es el oxígeno el que es clave para crear óxido en el metal.
Las moléculas de hierro en la superficie de la uña intercambian átomos con el oxígeno en la solución y producen una nueva sustancia. Lo adivinaste, ¡óxido! (¡o óxido de hierro como lo llamarían los científicos!)
Todo este proceso es ayudado por la sal que agregamos a la solución. Su trabajo en todo este proceso es actuar como un electrolito que reduce la resistencia eléctrica en la solución, ayudando al oxígeno y al clavo a intercambiar átomos más fácilmente.
**los Átomos son las piezas que componen una molécula. Estos son súper pequeños e imposibles de ver con sus propios ojos, por lo que los científicos tienen que usar equipos muy potentes para ver estos pequeños bloques de construcción**
¿Por qué estoy notando tantos cambios?
Cada vez que vea burbujeo, burbujeo o un cambio de color, eso es una pista de que probablemente esté viendo una reacción química. Esto significa que nuestro hierro está cambiando. Una vez que la uña sufre el proceso de oxidación, podemos eliminar el óxido de la uña, pero el hierro que se convirtió en óxido nunca volverá a ser hierro.
También puede notar que la reacción se calienta. Esta reacción química en particular es una reacción exotérmica, es decir, una reacción química que produce o emite calor. Esta es una de las razones por las que queremos asegurarnos de utilizar herramientas y equipos de seguridad adecuados durante todo el experimento. Si la uña está demasiado caliente para que la toques cómodamente, usa un utensilio de cocina como pinzas para quitarte la uña o soportes para ollas para reubicar el recipiente de forma segura.
Pregunte a sus Jóvenes Científicos
Al comenzar a combinar ingredientes para hacer su solución, pregunte:
- ¿Qué notas que sucede?
- Pueden ver y oír algo de efervescencia, algo de burbujeo, la sal desaparece (se disuelve) en la mezcla, y pueden notar que la mezcla es clara pero se nubla a medida que se agrega la sal
Una vez que la uña esté en la solución, pregunte a sus científicos:
- ¿Qué notas que está pasando ahora?
- Es posible que vean y oigan más efervescencia o burbujeo, que el color cambie, que noten que el recipiente se siente un poco más cálido después de unos minutos, o incluso que se empiece a formar óxido en la uña
- ¿Qué te preguntas sobre las cosas que estás notando?
- Su científico puede preguntarse por qué el color de la solución está cambiando, por qué está burbujeando, puede preguntarse por qué la solución tiene un olor diferente. Se preguntarán qué es el óxido en realidad.
Una vez que la uña esté seca, pídale a su científico que haga algunas comparaciones entre una uña oxidada y una uña no oxidada.
- ¿Qué cosas son diferentes?
- ¿Qué cosas permanecieron igual?
Más para explorar
La cantidad de tiempo que deje la uña en la solución determinará qué tan oxidada se oxida su uña. Si solo quieres un poco de óxido, intenta sacarte la uña después de unos minutos. Si quieres una uña realmente oxidada, intenta dejar la uña en la solución todo el día, o tal vez más. Puede dejar la uña en la solución durante el tiempo que desee, pero tenga en cuenta que el recipiente puede calentarse mucho si la uña se oxida durante un período prolongado de tiempo.
Intente esta misma investigación de nuevo, pero con un giro. Use otra uña o limpie la uña que acaba de usar con una toalla de papel. Antes de poner el clavo en la solución, trate de cubrirlo con vaselina. ¿Todavía se oxidará? ¡Averigüémoslo!
Este contenido fue posible en parte gracias al Instituto de Servicios de Museos y Bibliotecas.
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Nick Villagra es un educador de STEM en el Centro de Ciencias de Connecticut, responsable de desarrollar y ofrecer experiencias científicas, incluidos programas de laboratorio en el aula, espectáculos teatrales y campamentos de vacaciones. Nick tiene una Licenciatura en Ciencias en Ingeniería de Swarthmore College. y ha sido ponente en la conferencia de la Asociación de Museos de Nueva Inglaterra. Siempre buscando poner un sello único en las ofertas del Centro de Ciencias, Nick disfruta incorporando materiales impresos en 3D diseñados a medida para que los estudiantes interactúen con ellos.