Experimento de erizo de hojalata

Los cristales metálicos son intrincados y hermosos. También son sorprendentemente fáciles de cultivar. En este experimento, aprende a cultivar cristales de estaño que muestran una apariencia puntiaguda que los hace parecer un erizo de metal.

Materiales de estaño erizo

• Solución de cloruro de estaño (II) 0,5 M (SnCl₂)
• pellet de zinc
• tubo de ensayo o vial de mayor diámetro que el zinc

La forma redondeada del erizo se forma alrededor de una bolita de zinc, pero puede sustituir cualquier trozo de zinc metálico. Dado que la reacción se produce en la superficie del metal, también puede usar un objeto galvanizado (recubierto de zinc) en lugar del gránulo de zinc.

Cultivar un erizo de hojalata

1. Vierta la solución de cloruro de estaño en un vial. No lo llenes por completo porque necesitas espacio para el zinc.
2. Añadir el gránulo de zinc. Coloque el vial en un lugar estable, para que no se golpee ni se golpee.
3. ¡Mira cómo crecen los delicados cristales de estaño! Verá el comienzo de una forma de erizo puntiagudo en los primeros 15 minutos, con una buena formación de cristales en una hora. Asegúrate de tomar fotos o videos de los cristales para más tarde, ya que el erizo de estaño no durará. Finalmente, el peso de los cristales frágiles o el movimiento del contenedor colapsará la estructura. El brillo metálico brillante de los cristales se opacará con el tiempo, además la solución se volverá turbia..

Química de la reacción.

En este experimento, el cloruro de estaño (II) (SnCl₂) reacciona con zinc metal (Zn) para formar metal de estaño (Sn) y cloruro de zinc (ZnCl₂) a través de una sustitución o reacción de desplazamiento único:

SnCl₂ + Zn → Sn + ZnCl₂

El zinc actúa como un agente reductor, dando electrones al cloruro de estaño para que el estaño pueda precipitar libremente. La reacción comienza en la superficie del metal zinc. A medida que se produce el metal de estaño, los átomos se apilan uno encima del otro en una forma característica o alótropo del elemento. La forma de helecho de los cristales de zinc es una característica de ese metal, por lo que si bien se pueden cultivar otros tipos de cristales metálicos utilizando esta técnica, no mostrarán la misma apariencia.

Cultivar un erizo de hojalata con un clavo de hierro

Otra forma de cultivar cristales de estaño es usar solución de cloruro de zinc y hierro. A menos que use un trozo redondo de hierro, no obtendrá un "erizo", pero puede obtener el crecimiento de cristal, de todos modos.

Materiales

• alambre de hierro o clavo
• Cloruro de estaño 0.1 M
• tubo de ensayo

Nota: No necesita hacer una nueva solución de cloruro de estaño. Si tiene solución de la reacción con zinc, puede usarla. La concentración afecta principalmente la rapidez con la que crecen los cristales..

Procedimiento

1. Suspenda el alambre o clavo de hierro en un tubo de ensayo que contenga cloruro de estaño..
2. Después de aproximadamente una hora, los cristales comenzarán a formarse. Puede examinarlos con una lupa o quitando el cable y mirando los cristales con un microscopio..
3. Permita que el hierro permanezca en la solución durante la noche para obtener cristales más / más grandes.

Reacción química

Una vez más, esta es una reacción química de desplazamiento simple:

Sn²⁺ + Fe → Sn + Fe²⁺

Seguridad y eliminación

• Como siempre, es una buena práctica usar gafas y guantes de seguridad al realizar experimentos de química..
• Cuando haya terminado el experimento, puede enjuagar los químicos por el desagüe con agua..

Aprende más

• Use una lupa para comparar cristales de estaño cultivados en las superficies de zinc y hierro..
• Es posible que desee experimentar cómo el cambio de la concentración de la solución de cloruro de zinc o la temperatura de la solución afecta la tasa de crecimiento y apariencia del cristal.
• Intenta cultivar otros cristales metálicos con esta técnica. Tenga en cuenta que los cristales resultantes pueden no parecerse a un erizo. Para elegir un sujeto, encuentre una sal metálica que sea soluble en agua, que no se oxida demasiado rápido en el aire, pero que puede reaccionar con zinc o hierro (u otro metal) para formar cristales. El metal debe ser más reactivo que el estaño o la sustitución no continuará. También es una buena idea considerar la toxicidad del metal, para la seguridad personal y la eliminación de productos químicos. Puede consultar las reglas de solubilidad para seleccionar buenos candidatos para una mayor experimentación..

Fuentes

• Holleman, Arnold F .; Wiberg, Egon; Wiberg, Nils (1985). "Estaño". Lehrbuch der Anorganischen Chemie (en alemán) (91-100 ed.). Walter de Gruyter. pp. 793-800. ISBN 3-11-007511-3.
• Schwartz, Mel (2002). "Estaño y Aleaciones, Propiedades". Enciclopedia de materiales, piezas y acabados (2da ed.). CRC Press. ISBN 1-56676-661-3.