Zincado de cobre

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Caramelos de cobre con envolturas de oro: Un análisis al proceso de obtención de latón a partir de  cincado de cobre.

Chancay, J.*; Cabascango, E.; Paucar, K.; Muñoz, A.; Puma, L.

*Universidad Regional Amazónica IKIAM; Laboratorio de Química General grupo 2

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Introducción:

Los metales son elementos químicos que se caracterizan por su brillo, alta conductividad, tanto eléctrica como térmica, y sobre todo su maleabilidad y ductilidad [1].  La mezcla de dos o más metales  que da como resultado un nuevo compuesto metálico, se denomina aleación [2].  Las aleaciones se clasifican en tres tipos: aleaciones en disolución, aleaciones homogéneas y compuestos intermetálicos [1, 2].

Las aleaciones siempre han jugado un papel importante en el desarrollo de la historia [2]. Una de las  más importantes, después del bronce fue el latón.

Tomando en cuenta que el latón es una aleación de cobre y cinc [3], el propósito de esta práctica es visualizar los cambios en la coloración de las láminas de cobre antes y después de realizarle un cincado. Además se desea determinar la cantidad de zinc que se junta con el cobre para formar el latón.

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Parte Experimental:

Se cortaron y se pesaron tres láminas de cobre de aproximadamente 1.5 cm de lado. Por otra parte, se ubicó 0.516 g de cinc en un vaso de precipitación y se le añadió 15 mL de una disolución de NaOH al 20[% m/v] previamente preparada. A continuación se armó el sistema que se muestra en la figura 1.

Se ubicó el vaso de precipitación con NaOH (dis) y Z(s) en el sistema y se calentó por aproximadamente 5 minutos. Luego, se ubicaron dos de las tres láminas de cobre en el vaso de precipitación.  Se las retiró transcurrido un tiempo de 3 a 4 minutos, y se las ubicó en un vaso de precipitación con 25 mL de agua destilada.

Una de las láminas de cobre retiradas del vaso de precipitación con NaOH (dis) y Z(s) fue expuesta a un mechero bunsen durante un minuto. Para finalizar, se pesó nuevamente las tres láminas.

Resultados y discusión

     Como se muestra en la tabla 1, la lámina 1 (aquella a la que se aplicó el zincado y posteriormente el fuego) presentó una tonalidad dorada. Por otra parte, la lámina 2 a la que únicamente se le aplicó el zincado, adoptó un color plateado. Por último la lámina 3 fue la lámina de control, por lo tanto no tuvo variación alguna.

     Además, en la tabla 1 se presentan las variaciones de la masa de las láminas de cobre. Se puede observar que en la lámina 1 hubo un incremento; ya que dicha lámina tenía una masa de 0.265 ± 0.005 g antes de aplicar el tratamiento, para luego presentar una masa final de 0.273 ± 0.002 g. Este resultado indica que la cantidad de cinc que se juntó a la lámina de cobre para formar la aleación fue de aproximadamente 0.008 ± 0.007g.

     Por otra parte, los resultados que presentó la lámina 2 difieren  en gran medida a los resultados de la lámina 1. En la tabla 1 se puede observar que en la lámina 2, la masa inicial fue de 0.273 ± 0.002 g y que luego del tratamiento fue de 0.269 ± 0.003 g.

Tabla 1. Masas  de las láminas antes y después de aplicar la experimentación.

     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:

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