Grabar Chapa de Hierro (Redox entre Sulfato de Cobre y Hierro)

por | 9 marzo, 2022
Grabar Chapa de Hierro (Redox entre Sulfato de Cobre y Hierro)
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FICHA DEL GRABAR CHAPA DE HIERRO

Tema Reacciones Redox
Categoría Experimentos de Química
Producto principales Chapa de Hierro -> ver en Alquera.com, Sulfato de Cobre –> ver en Alquera.com
Descripción corta Una de las técnicas de grabado de chapa es a través de un baño electrolítico de la pieza de acero en sulfato de cobre y sal. Es un completo experimento donde el proceso se realiza a través una reacción de oxidación-reducción (redox) entre el hierro y el sulfato de cobre. Es un experimento relativamente sencillo de hacer

EXPERIMENTO EN VIDEO

 

CÓMO GRABAR UNA CHAPA CON BAÑO ELECTROLÍTICO

NOTA IMP: El grabado de una chapa es una práctica profesional que requiere de un aprendizaje, experiencia.. El proceso descrito en este experimento es tan sólo una aproximación modo experimento de ciencias sin la calidad del proceso de un grabado profesional. 

Vamos a grabar una chapa de hierro introduciéndola en una disolución de sulfato de cobre y sal. Podrás realizar la forma que desees, dependiendo del tiempo o artista que seas.

Antes de nada, pedir disculpas a los trabajadores del metal, ya que este experimento sólo pretende enseñar la técnica, pero la parte artística en el diseño del grabado no está muy conseguida.

MATERIALES

 

Este es el listado completo de materiales que se necesita para hacer el experimento:

1 – Chapa de Hierro o de Acero (no inoxidable)  -> Se puede conseguir en Alquera
2 – Sulfato de Cobre para la disolución  – > Se puede conseguir en Alquera
3 – Cinta ancha de empaquetar (para preparar la chapa)
4 – Esmalte de uñas y Acetona (para quitarlo después)
5 – Alguna pegatina para el diseño que quieras en la chapa.
6 – Una escuadra, pluma, papel de calco y elementos de dibujo para realizar el diseño. Se puede hacer un grabado sencillo desde una línea hasta un diseño muy elaborado, para lo que necesitarás muchos elementos de diseño.
7 – Sal común para la disolución (cloruro de sodio)

 

PASO 0. ENTENDIENDO EL PROCESO

Cuando se dice baño electrolítico quizás muchas veces pueda asustar, pero un baño electrolítico no es más que la disolución de una sal en agua.

En este caso la disolución va a ser de sulfato de cobre y sal común (cloruro de sodio) en agua.

Al introducir hierro (Fe) en la disolución se va a producir una reacción redox (oxidación – reducción), de tal forma que la parte de hierro que toque la disolución irá perdiendo espesor. De esta forma, si tapamos parte de la chapa, hay una parte de la chapa que perderá espesor y otra no.

PASO 1. PREPARACIÓN DE LA CHAPA.

La parte de preparación de la chapa de hierro es la más artística y la parte que más tiempo va a consumir. Puedes hacer un diseño muy elaborado o algo más sencillo. En definitiva se trata de proteger algunas zonas de la chapa y otras no, para grabar el dibujo de las zonas protegidas.

La chapa la puedes proteger con: esmalte de uñas, cinta de embalar. El esmalte de uñas te va a permitir dar más formas al dibujo que quieras realizar.

Algunas ideas para dar formas serían: usar papel de calco y pasar el dibujo a la chapa, utilizar pegatinas, plantilla con el dibujo que quieras hacer.

Lo importante es tener en cuenta que la parte descubierta es la que se rebajará y la parte cubierta quedará tal cual.

Antes de colocar la cinta, esmalte o pegatinas conviene lijar la chapa y limpiarla con alcohol. Al ser de hierro seguramente tendrá alguna fina capa de óxido que se podrá quitar con lija.

PASO 2. PREPARACIÓN DE LA DISOLUCIÓN

La disolución que vamos a usar es una disolución de sulfato de cobre y cloruro de sodio (sal común). La cantidad no tiene que ser exacta, lo importante es que existe suficiente cobre en la disolución para que se de la reacción. La sal va a acelerar la reacción.

En un vaso de 250ml de agua, vamos a poner 2 cucharadas soperas de sulfato de cobre y 1 cucharada de sal común.

sulfato de cobre y sal en agua

 

PASO 3. INTRODUCIMOS LA CHAPA EN LA DISOLUCIÓN

Una vez tenemos la disolución y la chapa preparada la introducimos.
En pocos minutos verás que se va formando una capa de cobre sobre la capa. Esta fina capa se ve porque tiene un color rojizo, se puede ir retirando con un algodón. (utilizar guantes)

retirar cobre de la chapa

PASO 4. DEJAR RESPOSAR 4-5 HORAS

Cuanto más tiempo dejes reposar la chapa en la disolución, más se grabará el dibujo que hayas marcado

 

PASO 5. RETIRAR LAS CHAPAS, LIJAR Y LIMPIAR

Una vez pasen unas 4-5 horas, puedes retirar las chapas de la disolución. Mételas en un vaso con agua y posteriormente retira las cintas, el esmalte y los restos de cobre con un algodón o papel.

Para conseguir un acabado mejor, hay que lijarlas, desde una lija de grano más gordo a otra de grano más fino.  Como hemos dicho el diseño de las nuestras no es nada profesional, pero es una muestra de lo que se puede conseguir con el proceso.

GRABADO CHAPA

 

EXPLICACIÓN TÉCNICA

Reacción Redox. Este experimento muestra una aplicación práctica de una reacción de oxidación-reducción.

Normalmente cuando el hierro se oxida, se oxida con el oxígeno del aire, depositándose una capa de Fe2O3 (óxido de hierro) sobre el hierro. Es el conocido comúnmente como óxido. En este caso el hierro en vez de oxidarse con oxígeno se va a oxidar con el ión cobre, y no se va a formar una molécula como el óxido de hierro sino que el ión hierro formado en la oxidación pasará a la disolución disolviéndose.

Por otro lado el ion cobre Cu2+ del sulfato se va a reducir a cobre Cu. Esto se podrá ver por una fina capa de color rojo que se deposita sobre el hierro. Esta capa no se fija y se puede retirar fácilmente de la placa.

Las reacciones que se están dando por tanto son:

3Cu2+ –> Cu
2Fe –> Fe3+

 

 

 

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