GRUPO HEUREMA. EDUCACIÓN SECUNDARIA

ENSEÑANZA DE LA FÍSICA Y LA QUÍMICA

sección: QUÍMICA A LA GOTA
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Ácido nítrico sobre hierro (Primera parte)

 

El ácido nítrico cuando actúa sobre hierro da lugar a diferentes reacciones químicas, según su concentración, y según la superficie que presente el metal, por eso conviene exponerlo en dos capítulos dadas las muchas fotografías hechas.

 

1. REACCIÓN DEL ÁCIDO NÍTRICO 0,5M CON HIERRO

Vamos a trabajar primero con ácido nítrico con una concentración 0,5M, operando como de costumbre, en la química a la gota (foto 1). En principio no se producen gases al formarse nitrato de amonio y nitrato ferroso, aunque, al cabo del tiempo (15 minutos) se puede desprender nitrógeno (foto 2) apenas perceptible por unas cuantas burbujas. La producción aumenta (fotos 3 y 4), creciendo la concentración de sales de hierro y amonio, que forman una película (fotos 4, 4 ampliación, fotos 5  y 5 ampliación). Han transcurrido 30 minutos. Las fotos 6-8, se hacen pasados 45 minutos. El proceso fotografiado dura 60 minutos.

Foto 11

Foto 2

Foto 12

Foto 4

Foto 10

Foto 9

Foto 8

2. REACCCIÓN DEL ÁCIDO NÍTRICO 1,5M SOBRE UN CLAVO DE HIERRO

 

Cuando se emplea ácido nítrico algo mas  concentrado (1,5M), la reacción es completamente distinta, como se aprecia en las fotos (foto 9 y 10). En este caso el ácido nítrico 1,5M va a actuar sobre un clavo de hierro. Aunque se producen burbujas de gas incoloro rápidamente,  el proceso redox ha variado, ya no es nitrógeno sino óxido de nitrógeno(I), poco soluble en el agua que queda pegado al metal que se oxida a hierro(II) ( fotos 11 a 13). La secuencia de fotos dura una hora.

Las reacciones químicas son las siguientes.

 

REDUCC:     10HNO3  + 8e- = N2O +  5H2O + 8NO3 -

OXIDAC:              4Fe - 8e-  =    4Fe2+

__________________________________________________

   10HNO3 + 4Fe            = 4Fe(NO3)2 + N2O (gas) + 5H2O

 

Si se calienta la disolución de nítrico, puede producirse óxido de nitrógeno (II), y el hierro oxidarse a Fe (III)

 

REDUCC:     8HNO3  + 6e- = 2NO +  4H2O + 6NO3 -

OXIDAC:            2Fe - 6e-  = 2Fe3+

__________________________________________________

              8HNO3 +2Fe            = 2Fe(NO3)3 + 2NO (gas) + 4H2O

 

 

Las reacciones químicas fundamentales son las siguientes:

 

REDUCC: 10HNO3  + 8e- = NH4+ +  3H2O + 9NO3 -

OXIDAC:           4Fe - 8e-  = 4Fe2+

__________________________________________

 10HNO3 +3Fe  = 4Fe(NO3)2 + NH4NO3  + 3H2O

 

 

REDUCC: 12HNO3  + 8e- = N2 +  6H2O + 10NO3 -

OXIDAC:        5Fe - 10e-  = 5Fe2+

________________________________________

12HNO3 +5Fe    = 5Fe(NO3)2 + N2 (gas) + 6H2O

 

Foto 7(ampliación)

Foto 6

Foto 5(ampliación)

Foto 5

Foto 4(ampliación)

Foto 3

Foto 7

Foto 14

Foto 12(ampliación)

Foto 1

Foto 15

Foto 13

Si el hierro aumenta de superficie, como es  el caso de usar  granallas de hierro, enseguida surgen las burbujas de óxido de nitrógeno (I), en mucha mayor cantidad (fotos 14 y 15).

Foto 12 ( con mayor ampliación)