Aquesta setmana hem convertit monedes de coure en "plata" i "or". Als alumnes els ha encantat! Estic molt contenta de com ha anat. Ens hem convertit en alquimistes de l'edat mitjana i ho hem pogut relacionar amb moltes de les coses que estem estudiant. També hem vist que no sempre la màgia és màgia, i també hem reflexionat sobre el fet que si haguéssim fet el mateix experiment a l'edat mitjana segurament ens haurien portat a la foguera!
L'experiment l'he dut a terme amb tots els grups amb els qui dono classes de ciències en motiu de la Setmana de la Ciència que es celebra anualment en motiu de Sant Albert, el 15 de novembre (patró dels Químics).
El més graciós és que el primer dia que vam fer l'experiment ningú tenia monedes, i divendres, que era l'últim dia que tenia el muntatge preparat, encara em venien tots amb monedes per convertir-les per poder-se-les endur a casa... Però.. eren autèntiques monedes de plata i or? No, és clar... segur que se'ns ha vist el llautó!
Abans d'explicar l'experiment, que ja apareix en alguns enllaços al llarg de la xarxa, unes imatges que valen més que mil paraules.
UNA MICA D'HISTÒRIA...
Els alquimistes de l’edat mitjana (precursos dels científics actuals) volien trobar la pedra filosofal que convertís tot el que toqués en or perquè era un metall molt preuat. Això, químicament no es podia fer: els elements de la taula periòdica no podien convertir-se, d’entrada, els uns en els altres, ni tan sols si es troben en el mateix grup de la taula periòdica com el coure, la plata i l’or (Cu, Ag, Au).
Els avenços científics que es van fer, però, en aquella època per poder simular aquests metalls, i els estudis que molts científics o gent interessada intentaven fer van afavorir a la descoberta de nous elements, a l’estudi dels mateixos i de les seves propietats que intentaven manipular-se, i per tant, la necessitat que hi havia en aquella època per disposar d’allò que en aquell moment era una de les riqueses més ben valorades, va ajudar molt positivament a la ciència.
L'EXPERIMENT:
Material: balança, proveta, espàtula, vasos de precipitats, placa calefactora, vareta de vidre, pinces.
Reactius:
- Dissolució concentrada d’aigua i hidròxid sòdic (NaOH 2M: 40 g NaOH / litre d’aigua)
- Un polsim de Zinc en pols (0.25g/100ml)
- Monedes de coure (1, 2, 5 cèntims) o altres elements de coure que volguem cobrir.
Cal tenir a mà el que nosaltres tinguem de coure que vulguem transformar. Monedes? Tubs de coure? Fils?... el més difícil és trobar un recipient adequat on poder posar segons què... per tant, no sigueu massa agosarats, una canonada de coure seria difícil transformar-la en "or", eh? És doncs aconsellable fer-ho amb monedes de coure, les de 1 cèntim, 2 cèntims, 5 cèntims... veureu que transformant-les primer en “plata” i després en “or” us sortiran amics per tot arreu...
· Primer, si les monedes no estan prou netes o no són prou noves (com més noves siguin millor), proveu de netejar-les amb algun producte que tingueu per casa... per exemple amb Coca-cola!! això també dóna molt de joc per parlar de l'acidesa que un consum excessiu d'aquesta beguda pot provocar a l'estómac si és capaç de netejar una moneda. Normalment fregar-les amb bicarbonat o amb una dissolució de vinagre i sal també pot anar bé, també hi ha alguns productes de neteja que ho aconsegueixen (una dilució de salfumant... o menys perillós potser el Cillit Bang, per exemple, que precisament fa la demostració de la seva eficàcia amb una moneda de coure. Jo no ho he comprovat), però alguns cops fins i tot amb una goma d’esborrar pot anar bé. Si no ho feu tampoc passa res, l’únic que el resultat final potser no serà tan brillant.
Atenció: cal treballar sempre que sigui possible amb guants i ulleres de seguretat. Convertir alguna cosa en or no podia ser tan fàcil! És per precaució, farem servir hidròxid sòdic, que és molt corrosiu.
· Pel segon pas, per transformar el coure en “plata”, posarem en un recipient (al laboratori normalment serà un vas de precipitats) una dissolució concentrada d’aigua i sosa NaOH 2M (8 grams de NaOH cada 100ml de dissolució). Amb 100 ml de dissolució és suficient. Hi hem d’afegir també un polsim de Zinc en pols (uns 0.25g de Zinc en pols per cada 100 ml d'aigua). Algunes maquinetes de fer punxa als llapisos són fetes de Zn! però no hem provat si utilitzar-les per a això seria eficient. Ho posarem a escalfar sobre una placa calefactora i posarem les monedes dins, durant uns 30 minuts. Observarem estupefactes com, quan el recobriment ja està fet, que les nostres monedes de coure ara són “autèntiques moneda de plata”. En treure-les de la dissolució és convenient passar-les per un altre vas de precipitats amb aigua, per refredar-les i netejar-les de sosa i zinc restant. També ho podem fer sense escalfar, però llavors el procés serà més lent (no tan sols qüestió d'una o dues hores, sinó molt més). Si les traiem amb cura del recipient amb unes pinces, guants i ulleres (recordeu que el vas conté hidròxid sòdic concentrat, i a més ara és més calent que en preparar la dissolució!) i les refredem dins un vas en aigua, podeu conservar-les platejades durant un parell o tres de dies (sempre que no les toqueu massa).
· El tercer i definitiu pas per transformar el coure en “or”, consisteix ara en agafar una de les monedes “platejades” i, també amb l’ajuda d’unes pinces, posar-la directament sobre la placa calefactora que utilitzavem per escalfar la dissolució anterior durant uns trenta segons (segons la temperatura de la placa), sense deixar-li massa estona perquè no enfosqueixin. Observeu amb atenció què és el que va passant... la “plata” es torna “or”!! es veu a ull nu. Un cop fet ja podeu apagar la placa, deixeu refredar les monedes fora la placa, refredant-les en un vas amb aigua. Quan treieu la moneda de sobre la placa i la passeu per un got amb aigua a temperatura ambient, observareu que el color daurat millora, i que la vostra moneda sembla realment haver tocat la pedra filosofal. Aquestes monedes es conservaran així durant molt més temps que si fossin de “plata” però el color daurat s'anirà tornant fosc... no és or tot el que llueix!
Bé... què és el que ha passat en realitat?
 |
| Moment en què la moneda de coure recoberta de zinc es transforma en llautó. |
· En primer lloc, al netejar les monedes, hem tret tot allò que eren impureses de la superfície de la moneda (brutícia, òxid...)
· Un cop hem posat les monedes en la dissolució calenta de NaOH i Zn pols el que realment ha passat és que hem recobert les monedes de coure amb una capa de zinc, que és del mateix color que la plata (Ag). Com que es tracta només d’una capa, als pocs dies s’haurà gastat i tornarem a tenir una vella moneda de coure... Com més cops repetim aquest procediment (deixant refredar adequadament la moneda i recomençant el procés), més capes de Zinc tindrà i per tant més ens durarà.
· Finalment, passar aquesta moneda de “plata” a “or” ho aconseguirem fent un aliatge. Els aliatges són formacions de nous de metalls amb propietats diferents que les que tenien els dos metalls inicials per separat. Els aliatges són pròpiament elements químics sinó una fusió íntima entre dos o més elements. En el nostre cas, el que aconseguim és fer un aliatge de llautó, una combinació de Cu-Zn que, sotmesa a l’escalfor directa de la placa, produeix l’aliatge en qüestió que resulta ser del mateix color que l’or.
Si ho proveu de fer ja ho sabeu, preneu les mesures adequades... i si teniu públic davant... mireu que no se us vegi el llautó!
Anotacions:
Antiga entrada a l'experiment (bloc antic): Blocs Tinet Recursos escrits: apunts del curs-seminari d’introducció de seqüències didàctiques per la Física i la Química (demostracions dels alumnes-professors assistents al curs).
Escrits
