Español

Oxidación del hierro

Educación secundaria básicaQuímicaUna velocidad ilustrativa de oxidación del hierro controlada por el agua, con un suministro finito opcional de oxígeno y un modelo simplificado de balance de masa para el Fe₂O₃ seco

Desbloquea este laboratorio con un pase

Un pase da acceso a todas las simulaciones del sitio, incluido el modo Presentación para clase. Los materiales didácticos de abajo siguen siendo gratuitos para todos.

Ver pasesYa tengo un pase

Pago único, sin suscripción.

Acerca de este experimento

Compara el hierro expuesto al aire seco, en agua sin oxígeno, en agua con aire o en agua salada con aire. Las condiciones necesarias determinan si se produce oxidación en el modelo, mientras que la sal modifica su velocidad prescrita. En un espacio de cabeza sellado puede agotarse el oxígeno, lo que vincula el cambio químico con un suministro limitado de reactivo.

Objetivos de aprendizaje

  • Comprueba si, en el modelo restringido, se necesitan tanto agua como oxígeno.
  • Distingue un cambio en la velocidad de reacción de un límite estequiométrico de oxígeno.
  • Explica el aumento de masa del clavo como incorporación de oxígeno, y no como creación de hierro.

Cómo usarlo

  1. 1Inicia la exposición en aire seco y en agua sin oxígeno. Compara los cambios de masa.
  2. 2Expón el clavo al agua y al aire libre, y luego compáralo con otro en agua salada al mismo tiempo.
  3. 3Sella un pequeño espacio de aire y deja que el proceso llegue hasta el final. Comprueba cuánto oxígeno queda.
  4. 4Aumenta el volumen del espacio de aire manteniendo el mismo clavo y compara la oxidación máxima posible.

El modelo

Modelo sustituto de cálculo de óxido seco
Límite de suministro de oxígeno en un recipiente cerrado

Supuestos

  • El modelo convierte el hierro en un sustituto seco de Fe₂O₃ utilizando 0,75 moles de O₂ por mol de Fe. El óxido real es una mezcla variable de óxidos hidratados y oxihidróxidos. El agua permite que se produzca la reacción en el modelo, pero no se pesa como parte del óxido seco.
  • La tasa prescrita es de 0,025 por día, multiplicada por un factor de salinidad y la fracción relativa de oxígeno. Es ilustrativa y no predice la vida útil ni la tasa de corrosión de objetos reales.
  • Un frasco sellado contiene gas ideal a 298,15 K y 101,325 kPa. El aire libre repone el oxígeno. Se excluyen las películas protectoras, el pH, el contacto galvánico, la evaporación y los cambios en la masa del agua.

Pruébalo en clase

  1. Q1¿Por qué puede aumentar la masa de un clavo mientras la masa total de un frasco sellado permanece constante?
  2. Q2¿Por qué la sal adicional deja de afectar a la cantidad final cuando se agota el oxígeno?

Preguntas frecuentes

¿Los días que se muestran predicen la rapidez con la que se oxida un clavo real?

No. La ley de velocidad es un modelo didáctico elegido. Las velocidades reales dependen de las superficies de los materiales y de las condiciones ambientales.

¿Tiene un frasco abierto una concentración ilimitada de oxígeno?

La fracción de oxígeno se mantiene en el valor seleccionado gracias a la reposición. La cantidad consumida con el tiempo puede superar la cantidad inicial en el espacio de cabeza.