Título del experimento

ACTIVIDAD DE LOS METALES



Propone el experimento

Vte Blasco IES La Plana vblasco@qio.uji.es

Fuente

Diversas fuentes


Nivel recomendado

2º Bachillerato


Contenidos que se trabajan

Concepto de actividad de un metal
Potenciales de reducción
Potencial de referencia (hidrógeno)
Oxidante y reductor
Reacción redox

¿Qué se pretende demostrar?

Comprobar que unos elementos son más activos que otros y pueden desplazarlos de sus compuestos
Estudiar de forma experimental el poder oxidante y reductor de una serie de metales y compararlos con el de referencia (hidrógeno)

Material necesario

MATERIAL: Tubos de ensayo, papel negro o de aluminio, matraz aforado, agitador.
PRODUCTOS: Pb(NO3)2, CuSO4, ZnSO4, MgSO4, AgNO3, Pb, Cu, Zn, Mg, Ag, HCl
Descripción de la experiencia

Se preparan disoluciones 0,1M de cada una de las sales indicadas.
Se echan 3 mL de cada una de las disoluciones en cuatro tubos de ensayo, añadiendo a cada uno una pequeña cantidad de los metales que tenemos excepto el que se encuentra presente en la disolución.
Los tubos de ensayo que tienen las disoluciones de nitrato de plata deben protegerse de la luz rodeándolos con un papel negro o papel de aluminio.
Se completa la tabla correspondiente a las características y procesos que tienen lugar en cada caso.

Pb(NO3)2
reac
CuSO4
reacc
ZnSO4
reacc
MgSO4
reacc
AgNO3
reacc
Cu

Pb

Cu

Cu

Cu

Zn

Zn

Pb

Zn

Zn

Mg

Mg

Mg

Pb

Mg

Ag

Ag

Ag

Ag

Pb


Prepara ahora una disolución 3 M de HCl y pon 3 mL de ella en 5 tubos de ensayo. A cada uno de los tubos añade una pequeña cantidad de los cinco metales anteriormente propuestos. Observa lo que ocurre en cada caso y anótalo indicando cuándo ocurre reacción y cuándo no.
Metal + HCl
reacción
Cu

Zn

Mg

Ag

Pb


Precauciones

Bata de laboratorio, guantes y gafas de seguridad. Atención a las etiquetas de los productos químicos utilizados y especial atención con el nitrato de plata por las manchas molestas que puede dejar en la piel.
Recursos para el alumnado

Discusión de los resultados:
  1. Escribe en cada caso las ecuaciones iónicas de las reacciones que han tenido lugar.
  2. Indica en cada caso que elemento se oxida y cuál se reduce indicando las razones experimentales que lo justifican.
  3. Entre los iones metálicos analizados. ¿Cuál ha sido reducido por todos los demás?
  4. ¿Cuál no ha sido reducido por ninguno?
  5. ¿Qué metal es capaz de oxidar a todos los metales?
  6. ¿Cuál no es capaz de oxidar a ninguno?
  7. De acuerdo con esto ordena los metales analizados de tal manera que cada uno tiene que ser capaz de oxidar a todos los que se encuentran por detrás de él.
  8. De acuerdo con los resultados obtenidos sitúa el hidrógeno entre los metales de la tabla elaborada anteriormente, teniendo en cuenta que el ión hidrógeno debe oxidar a los metales que se encuentran por detrás de él en la tabla.
  9. La tabla conseguida es la denominada SERIE DE ACTIVIDAD DE LOS METALES. ¿En ella cada elemento es capaz de oxidar a todos los que se encuentran a su izquierda?
  10. ¿Hay alguna relación entre la serie obtenida y la situación de los metales en la tabla periódica?
  11. ¿Qué sucederá al hacer pasar una corriente de gas hidrógeno a través de las siguientes disoluciones: CuSO4, ZnSO4 y AgNO3?
  12. ¿Puedes utilizar una cuchara de zinc para agitar una disolución de Pb(NO3)2? ¿Y una de plata?
  13. ¿Se puede guardar una disolución de CuSO4 en un recipiente de plata? ¿Y en uno de zinc?
  14. Al echar un trozo de un metal desconocido de los anteriores en una disolución 0,1 M de CuSO4 la disolución no cambia de color. ¿De qué metal puede tratarse?
Recursos para el profesorado

Se trata de tener preparadas las reacciones redox que tienen lugar en cada caso. Los resultados que tienen que salir son los siguientes:

Pb(NO3)2
reac
CuSO4
reacc
ZnSO4
reacc
MgSO4
reacc
AgNO3
reacc
Cu
no
Pb
si
Cu
no
Cu
no
Cu
si
Zn
si
Zn
si
Pb
no
Zn
no
Zn
si
Mg
si
Mg
si
Mg
si
Pb
no
Mg
si
Ag
no
Ag
no
Ag
no
Ag
no
Pb
si

Metal + HCl
reacción
Cu
no
Zn
si
Mg
si
Ag
no
Pb
si

Potenciales redox:

Par redox
Pb2+/Pb
Cu2+/Cu
Zn2+/Zn
Mg2+/Mg
Ag+/Ag
potencial (V)
-0,13
+0,34
-0,76
-2,36
+0,80

Bibliografía y enlaces de interés
actividad de los metales
electrolisis del ioduro de potasio