¿Cómo podría hacer que el metal se oxide rápidamente?

Question

Estoy escribiendo una novela ambientada en la mitad del siglo XIX. Uno de mis personajes necesita hacer que un candado de hierro se oxide rápidamente, idealmente en cuestión de horas.

No es necesario que la cerradura se oxide por completo; el objetivo es simplemente hacerla ruidosa y molesta para que no se pueda abrir en silencio.

¿Es un objetivo realista? Si es así, ¿qué métodos podría utilizar alguien para provocar una rápida oxidación? Puntos extra por sugerir materiales adecuados a la época.

Actualización: Según la respuesta y los comentarios de abajo, parece que un enfoque apropiado para el periodo sería mezclar limaduras finas de cobre con agua salada y aplicarlo a la cerradura.

He leído que la lejía es un agente oxidante que estaba disponible en el siglo XIX. ¿Añadir lejía a esta mezcla aumentaría la velocidad de oxidación sin crear una mezcla demasiado peligrosa?

Actualización: He realizado un experimento en mi garaje. El yodo funcionó bastante bien. Vídeo del experimento

Unos meses después, el yodo se había comido la tapa del frasco en el que lo probé:

Answer 1

Estos son los factores que podrían acelerar la oxidación:

• Presencia de agua Asegúrese de que la plancha esté húmeda.
• Presencia de oxígeno : asegúrese de que el hierro tenga acceso al aire (el oxígeno disuelto en el agua también funciona).
• Presencia de metal por debajo del hierro en la serie de reactividad de los metales (véase la imagen inferior): normalmente se utiliza el cobre. Une el cobre con el hierro. Asegúrate de que están en contacto. Cuanto mayor sea la superficie de contacto, mejor.
• Temperatura La plancha debe estar lo más caliente posible.
• Presencia de sal : explicado ici . En resumen, la sal aumenta la conductividad del agua, lo que hace que el hierro se oxide más rápidamente, ya que la oxidación implica la transferencia de electrones.
• Ácido ambiente: como la oxidación implica iones de hidrógeno ( $\ce{H+}$ ), un entorno ácido aumentaría la concentración de iones de hidrógeno, haciendo que el hierro se oxide más rápidamente. Sin embargo, esto disolvería el óxido.
• Presencia de peróxido de hidrógeno Peróxido de hidrógeno ( $\ce{H2O2}$ ) es un agente oxidante que no disuelve el óxido: $$\ce{3H2O2 + 2Fe -> 3H2O + Fe2O3}$$

Serie de reactividad de los metales:

_{(fuente: <a href="http://www.bbc.co.uk/staticarchive/18dee1116c8d50fe49f99a06f3cbd715531b583e.gif" rel="noreferrer">bbc.co.uk </a>)}

Ecuación de la oxidación:

• $\ce{Fe -> Fe^3+ + 3e-}$
• $\ce{O2 + 4H+ + 4e- -> 2H2O}$
• $\ce{2Fe^3+ + 3H2O -> Fe2O3 + 6H+}$

Se pueden encontrar más ecuaciones ici .

Ecuación general:

$$\ce{4Fe + 3O2 ->[H+,H2O] 2Fe2O3}$$

Answer 2

He aquí un efecto menos conocido: el hierro o el acero expuestos a los vapores de yodo se oxidan en cuestión de horas.

Además, en una habitación sin corrientes de aire, los cristales de yodo colocados muy por encima de un objeto de hierro se evaporarán, creando un penacho de vapor descendente que oxidará todo lo que esté directamente debajo. O bien, utilice un exceso: coloque un saco de polvo de yodo negro sobre el acero que desea oxidar. (Además, el yodo tiene un olor característico, por lo que un tipo de S. Holmes podría oler el óxido y aprender mucho, mientras que a los humanos normales nunca se les ocurriría intentarlo).

Histórico: en la actualidad, los cristales de yodo sólo se venden para el tratamiento del ganado, pero hace 170 años era un producto químico fotográfico común (fundamental en el proceso de Daguerrotipo,) y también un antiséptico común. Tal vez su farmacéutico victoriano local tendría kilos de yodo sólido en bruto para abastecer la locura del daguerrotipo, si no sólo para mezclar alguna tintura de yodo para tratar pequeños cortes.

Answer 3

El puesto no está claro en cuanto a las limitaciones. ¿Tiene que mantenerlo en su sitio o puede retirarlo (a un taller, por ejemplo)? El ruido se produce por la fricción. Lo primero que yo haría es asegurarme de que no hay grasa ni aceite en la cerradura. Los disolventes como el benceno eliminarían la mayor parte de estos elementos, y el tetracloruro de carbono probablemente eliminaría todo lo que el benceno no elimine. Si tu personaje puede meter la cerradura en un baño de cualquiera de los dos (o quizás una combinación) y calentarla (sin volarse -el CCl4 no es inflamable, pero el bz sí lo es-) eso se llama desengrasar. Incluso en 1850, el desengrase por vapor, en el que las piezas se colgaban sobre un disolvente calentado (y el disolvente se condensaba en la pieza más fría y la enjuagaba) era bien conocido. Hay que tener en cuenta que la pintura se eliminaría, al igual que las etiquetas, por lo que podría cambiar el aspecto exterior... En cuanto a algún proceso que corroyera rápidamente las superficies de contacto de modo que el funcionamiento de la cerradura fuera ruidoso, eso es un problema y depende del diseño de la cerradura. En general, supongo que lo que se quiere hacer es pasar de dos superficies metálicas lisas que se deslizan una junto a la otra, a dos superficies rugosas y oxidadas en las que hay mucha fricción. La primera idea que se me ocurre (si no estás satisfecho con una simple limpieza con disolvente) es agua salada y una corriente eléctrica. Eso sí que daría un empujón a la oxidación. Y cuanto más grande sea la batería que utilices, más rápida será la oxidación. Por cierto, decir que el ácido disuelve el óxido es cierto, pero no es una cosa blanca/negra. pH 5 es mucho más agresivo que pH 7, y poco óxido se disolverá. De todos modos, incluso si se disuelve, la superficie que queda será áspera y MUCHO más propensa a la oxidación instantánea, por lo que un rápido enjuague con ácido también podría ayudar. El problema es que estos tratamientos sólo funcionan si el líquido entra en contacto con las superficies deseadas. Es decir, la cerradura probablemente debería funcionar (taller) mientras es atacada/limpiada químicamente. Es bastante obvio que dos superficies en estrecho contacto no permitirán que ninguno de estos líquidos penetre. Calentar podría ayudar, idk. Lo que trae a colación la idea de calentar la cerradura a temperaturas realmente altas mientras se expone al gas oxígeno (incluso mejor, creo, sería un poco de vapor de agua también). Usar un aplicador de perfume (spray) para limpiar y otro para aplicar el corrosivo posiblemente funcionaría si la cerradura no se puede mover (y podría ser más rápido incluso si se puede). Yo no me preocuparía demasiado por los detalles aquí, no hay mucha gente que sepa, de una forma u otra, si una simple limpieza con disolvente sería o no suficiente, (yo ciertamente no lo sé) para hacer que la apertura de la cerradura sea ruidosa, y menos aún si un rápido tratamiento electroquímico después de eso terminaría el trabajo. Sólo tiene que ser químicamente plausible, y yo diría que el enjuague con disolvente seguido de una solución salina y la ejecución de la electricidad a través de ella, sin duda parece plausible para el 99,99% de sus lectores.

Answer 4

Se puede oxidar el metal rápidamente pero no rápidamente el tiempo mínimo es de 10 minutos usando 2 tazas de peróxido de hidrógeno 1 media cucharadita de sal