Cuando se deja a la intemperie un clavo de masa 2.24 g se oxida.
a) Explica cómo es posible que el clavo haya aumentado su masa a 2,42 g?
b) ¿Se ha oxidado completamente?
c) ¿Cuál sería su masa si se oxida completamente a Fe2O3?
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a) Explica cómo es posible que el clavo haya aumentado su masa a 2,42 g?
b) ¿Se ha oxidado completamente?
c) ¿Cuál sería su masa si se oxida completamente a Fe2O3?
a) Explicación del Aumento de Masa:
El clavo, al estar expuesto a la intemperie, se oxida. Esto implica que el hierro (Fe) del clavo reacciona con el oxígeno (O₂) del aire para formar óxido de hierro (Fe₂O₃), un compuesto de mayor masa debido a la presencia del oxígeno adicional.
b) Determinación de si se ha Oxidado Completamente:
Para determinar si el clavo se ha oxidado completamente, necesitamos formular la reacción química que ocurre y realizar los cálculos correspondientes:
\[ 2Fe + \frac{3}{2} O₂ \rightarrow Fe₂O₃ \]
De esta reacción, podemos deducir que para reaccionar completamente con el oxígeno, se requieren 3/2 moles de oxígeno por cada 2 moles de hierro.
Para el clavo de 2.24 g de hierro, calculamos la cantidad de oxígeno requerida:
\[ 2.24 g \, Fe \times \frac{\frac{3}{2} \times 32 \, g \, O}{2 \times 56 \, g \, Fe} = 0.96 \, g \, O \]
c) Determinación de la Masa si se Oxida Completamente a Fe₂O₃:
Los 2.24 gramos de hierro, para oxidarse completamente, deberían reaccionar con 0.96 g de oxígeno, produciendo 2.24 g de óxido de hierro.
Por lo tanto, la masa total sería la suma de la masa inicial de hierro y la masa de oxígeno que reaccionó:
\[ 2.24 g \, Fe + 0.96 g \, O = 3.2 g \, Fe₂O₃ \]
Sentido Físico del Problema:
El proceso de oxidación del hierro a óxido de hierro implica la formación de un compuesto más pesado debido a la adición de oxígeno. La masa adicional proviene del oxígeno que se combina con el hierro para formar el óxido. Esta reacción química es común en la corrosión del hierro y es responsable de la formación de la capa de óxido en objetos metálicos expuestos al aire.