Zincado de cobre

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Esto parece imposible, pero las incertidumbres de las medidas (las cantidades posteriores al símbolo “±”) permiten asegurar que existe una probabilidad de que la masa inicial fuese de 0.271 g y la masa final fuese de 0.272 g. Por lo tanto, en el mejor de los casos podría existir un aumento de 0.001 g. Pero esta cantidad no es significativa, pues la apreciación de la balanza con la que se cuantificó la masa es precisamente de 0.001 g.

El cambio de color de las láminas se debe a una serie de procesos de óxido reducción y electroquímicos como el cincado. El cincado da una coloración plateada al cobre; y con la aplicación de fuego, da lugar a la formación de una aleación de Cu-Zn conocida como latón, que posee un color característico dorado [4]. Un cincado es la formación de una pequeña capa de cinc sobre un metal. En general se lo realiza para proteger a dicho metal de la corrosión [5].

Este proceso químico comienza cuando la mezcla de Z(s) y NaOH al 20 [% m/v] se encuentra cerca del punto de ebullición [6]. Pues en ese momento se produce la siguiente reacción:

2 NaOH(dis) + Z(s) + H2O → Na2(Zn(OH)4) (dis) + H2 (g) [4, 6, 7] (1)

Al momento de ubicar las dos láminas de cobre, se comenzó a producir una reacción de oxidación y luego una reducción del cinc [4] descrita por las siguientes semi-reacciones [4, 6, 7]:

Zn(s) → Zn2+ (dis) + 2 e- (2)

Zn2+ (dis) + 4 OH- + 2 e- → [Zn(OH)4]2-(aq) + 2e- (3)

[Zn(OH)4]2-(aq) + 2e- → Zn(s) + 4 OH- (aq) (4)

Como se puede observar en la semi-reacción 2, el cinc pasa a ser un catión y además se liberan dos electrones. Estos electrones libres se ubican en las cercanías de los átomos de cobre [6]. Esto provoca que los átomos de cobre realicen el papel de cátodos [4]. La semi-reacción 4 indica que los iones de cinc que se encuentran en la disolución se juntan a los átomos de cobre presentes en la lámina [7] provocando que los cationes de Zn2+ se conviertan nuevamente en átomos neutros, formando así la fina capa de cinc alrededor del cobre. Esto debido a que los electrones de ambos metales se encuentran bajo la influencia de atracciones electroestáticas [1].

La aplicación de calor al cincado permite que los átomos de cinc se acerquen cada vez más a los átomos de cobre, formando así definitivamente la aleación de Cu-Zn (latón) [6]. Cabe resaltar, la ecuación 1 indica que se desprende hidrógeno, y la cantidad que se desprenda va de acuerdo a la concentración de NaOH que se utilice [8].

Los cambios en la coloración de los metales se podrían denominar como pasivación metálica. Esto consiste en la formación de un recubrimiento en la superficie de un metal. Durante la pasividad se genera una pérdida de reactividad química por el metal bajo determinado medio [9].

Por otra parte, en la industria química además del cincado normal, existen otros tipos de cincado que ayudan a proteger los metales de la corrosión tales como: el cincado blanco, que consigue una capa con un espesor de 10 a 12 micras; el cincado negro utilizado en la carpintería metálica; el cincado bicromatado, cuya resistencia a la corrosión es tres veces mayor; y el cincado verde oliva, que utiliza compuestos de cromo hexavalente para obtener superficies resistentes [10].

Conclusiones

Se concluye que luego de realizar un cincado se obtiene un aumento en la masa. Además, la aplicación de calor a un zincado produce que los átomos de Zn se acerquen tanto a los de Cu produciéndose el latón, con coloración dorada. Por último, la afinidad electrónica (átomo) y la electronegatividad (enlace) permiten comprender la pérdida y ganancia de electrones en los procesos descritos en las ecuaciones 1, 2, 3 y 4.

Referencias bibliográficas:

[1]

T. Brown, H. E. LeMay, B. Burseten y C. Murphy, Química, La ciencia central, México: Pearson Educación, 2009.

[2]

T. Brown, H. E. LeMay, B. Bursten y J. Burdge, Química. La ciencia central, Novena ed., México: Pearson Ecucación, 2004.

[3]

N. Krivij, W. Suwardjo y A. Cores, Revista de Metalurgia, 1995, 6, 394-399.

[4]

F. Moreno Romero, «Sobre el cincado del cobre.. o la formación del latón.,» [En línea]. Available: http://www.escritoscientificos.es/trab21a40/Cu-Zn-laton/Cu-Zn-laton.htm [Último acceso: 15-01 2017].

[5]

M. Cevallos y A. Defaz, Rediseño del proceso de cincado en la empresa metalquímica Galvano (Proyecto previo a la obtención del título de Técnologo en procesos de producción mecánica), Escuela Politécnica Nacional, Quito, 2008.

[6]

S. Heredia Avalos, Revista Eureka sobre Enseñanza y Divulgación de las Ciencias, 2007, 2 , 349 - 351.

[7]

Y. Martínez y R. Hernández, Imaginación y creatividad, experimentos sencillos y económicos, Mérida: Universidad de Los Andes, Facultad de Ciencias, 2004.

[8]

Kaustic, Informe de seguridad química. Hidróxido de Sodio, 2010. [En línea]. Available: http://www.kaustikeurope.com/kaustikeurope_com/i/files/ESP_ESDS_sodium_hydroxide.pdf [Último acceso: 19-01-2017].

[9]

P. Torres-Medina, Respuestas, 1996, 1, 3-19

[10]

D. Muzo Chichaiza, Desarrollo de una formulación para decapado químico en una industria metalquímica. Tesis de Grado para la obtención del Título de Ingeniera Química., Universidad Central del Ecuador, Quito, 2015