Supongamos que tienes una solución que es vinagre y tiene sal (NaCl) disuelta en ella. Luego colocas monedas viejas y opacas en ella. Luego las miras 5 minutos después y las monedas están limpias y luciendo como nuevas de nuevo.
Entiendo que el ácido puede grabar el compuesto de cobre, pero ¿por qué es necesaria la sal para este proceso y qué exactamente hace?
La superficie de cobre se oxida, lo cual ralentiza la formación de acetato de cobre. Cuando agregas cloruros a la solución, el cloruro penetra la capa de óxido y crea un agujero en esa capa que permite que el acetato reaccione con el cobre. Para encontrar más información sobre los efectos de los cloruros en la superficie del cobre, busca corrosión del cobre y cloruros.
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Hola Dale, noté que esta reacción provocó la liberación de gas. ¿Cuál es su composición química? Supongo que no es peligroso considerando que he visto este experimento en varios sitios web de ciencia para niños.
Creo que lo que está sucediendo es que la sal agrega iones de sodio a la solución, lo que obliga al equilibrio en la disociación del ácido acético a acetato e iones H+ a seguir hacia la derecha.
Ocurre porque el Na cede más fácilmente sus electrones al agua que el Cu, y porque el ácido acético es un ácido débil, que normalmente solo libera 1 de 100 iones H+ / iones acetato por cada 100 moléculas de CH3COOH.
Un exceso de sal mantendrá el cobre limpio, incluso sin ácido, y obligará al Cu a liberar primero el Cu2+ verde de su superficie, y luego a que el propio cobre sólido se oxide lentamente.
Así que puedes limpiar el cobre simplemente agregando sal y agua, aunque el proceso sea lento. He probado esto con clavos de cobre. En una solución de agua y sal, donde la sal permanece sólida en el fondo, los clavos siguen brillando de color naranja y la solución se ha vuelto casi verde esmeralda después de un par de meses.
No estoy seguro del mecanismo de reacción aquí, pero me he convencido más de que lo que afirmo arriba realmente está sucediendo.
Intenta hacer esto: Agrega jabón líquido a dos vasos, y vierte la misma cantidad de agua. Revuelve la solución. Agrega la misma cantidad de vinagre que de agua y jabón. Observa lo que sucede. Luego agrega sal (cloruro de sodio), pero solo a uno de los vasos. Revuelve y espera 15 minutos. Observa los resultados muy diferentes.
"Vosotros sois la sal de la Tierra ..."
La sal se agrega al vinagre para acelerar el proceso.
La adición de NaCl al vinagre desplaza el equilibrio de disociación ácida, es decir, $\ce{CH3COOH <=> CH3COO- + H+}$, hacia la derecha, por lo tanto, la concentración de $\ce{H+}$ y $\ce{CH3COO-}$ aumenta. Debido a esto, el $\ce{NaCl}$ reacciona con $\ce{CH3COOH}$ para dar $\ce{HCl}$
$\ce{NaCl + CH3COOH <=> CH3COONa + HCl}$
El Óxido de Cobre (base) reacciona con ácidos para formar agua y sales de cobre.
El ácido acético ($\ce{CH3COOH}$), que es un ácido débil, reaccionará lentamente con el óxido de cobre en comparación con $\ce{HCl}$ que es un ácido fuerte.
Por lo tanto, cuando se utiliza una solución de vinagre y sal para limpiar la moneda, el Óxido de Cobre reacciona simultáneamente con HCl y CH3COOH, y forma sal de cobre y agua.
$\ce{CuO + CH3COOH -> 2H2O + Cu(C2H3O2)2}$
$\ce{CuO + 2HCl -> H2O + CuCl2}$
El óxido de cobre(II) es básico y reacciona con ácidos para formar una sal de cobre y agua.
Un ácido fuerte, como el HCl, reacciona más rápido que un ácido débil - como el ácido acético (que es el componente ácido principal del vinagre).
Si uno agrega NaCl al vinagre, se obtiene HCl:
$$\ce{CH3COOH +NaCl<=>CH3COONa +HCl}$$
El cloruro de cobre(II) se disuelve en agua.
Así que la sal se añade para acelerar el proceso.
La ecuación anterior no es correcta. El cloruro de sodio está totalmente ionizado, el ácido acético está solo parcialmente ionizado y la cantidad de ion de hidrógeno en la solución es relativamente pequeña.
Gracias, @PaulJ.Gans. Básicamente lo que se necesita es más H+ en la solución. Creo que la adición de NaCl podría desplazar el equilibrio de disociación del ácido acético hacia la derecha en esta ecuación: $$\ce{CH3COOH<=>H+ +CH3COO-}$$ de modo que obtengas más H+.
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No creo que la sal sea necesaria, pero definitivamente deberías intentar esto en casa. El óxido de cobre(II) no es soluble en agua por sí solo, pero el óxido de cobre(I) es soluble en ácido. El vinagre es principalmente agua, pero un pequeño porcentaje de esto es ácido acético. - Puedes encontrar eso en la sección de solubilidad en wikipedia.
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La sal puede aumentar la conductividad y facilitar un proceso redox. O podría estar presente por el efecto del ion común. $\ce{CuCl2}$ es mucho más soluble que $\ce{CuO}$. @MDB ¿La solución se vuelve azul?
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Diría que el cloruro de sodio es solo un catalizador para acelerar la reacción dada la dilución del vinagre. Forma CuCl2 en cantidades mínimas que permite acelerar la neutralización.
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Este experimento se ha realizado literalmente millones de veces por estudiantes de ciencias de secundaria y secundaria intermedia y el resultado es muy consistente. Sal más agua más vinagre es la combinación que limpia el cobre. ESO es un argumento experimental extremadamente fuerte de por qué agregar sal al vinagre cambia el equilibrio (dramáticamente). También es de conocimiento común que el HCl (ácido clorhídrico) es más fuerte por mol que el ácido acético. Pruébalo tú mismo, es muy fácil de verificar.