La química del dinero

Estudio de la resistencia de las monedas a la corrosión por acción química del ácido clorhídrico.

1. LA QUÍMICA DEL DINERO Estudio de las características de las aleaciones con las que se fabrican las monedas Jorge González Guitart Nepal Heredia Pavón Jaime Herrera Guirado Christian Rutjens Oliva Miguel Sánchez Fuentes Coordinador: Pedro Fernández Rodríguez I.E.S. Río Verde (Marbella)

2. Valor de aleación inferior al valor nominal de la moneda Aleación difícil de reproducir Composición que contribuya a evitar propagación de infecciones Composición de las monedas

3. “La química del dinero” OBJETIVO DE NUESTRA INVESTIGACIÓN ¿Qué aleaciones son las más apropiadas para fabricar monedas? Estudiamos la resistencia a la corrosión de algunas monedas Estudiamos qué metales de las aleaciones de las monedas se oxidan con más facilidad

4. EUROS PESETAS 2 EUROS Interior : níquel-latón, níquel, latón-níquel. Exterior : cuproníquel. 5 PESETAS Cuproníquel 1 EURO Exterior : níquel-latón. Interior : cobre-níquel, níquel, níquel-cobre. 5 PESETAS Bronce-aluminio 10 CÉNTIMOS Aleación de cobre, aluminio, cinc y estaño 1 PESETA Bronce-aluminio 1 CÉNTIMO Acero recubierto de cobre 1 PESETA Aluminio

5. El cobre tiene mayor potencial de reducción que el níquel por lo tanto debería oxidarse con más facilidad. El níquel puede sufrir pasivación lo que dificultaría su oxidación. Si se produce la pasivación del níquel las monedas con mayor contenido en este metal deben resistir mejor la corrosión “La química del dinero” HIPÓTESIS INICIAL

6. Resistencia a la corrosión Corrosión es el desgaste de un metal por acción de agentes ambientales o por una reacción electroquímica. ¿Cómo hemos estudiado la resistencia a la corrosión de las monedas? Hemos sometido las monedas a la acción prolongada de ácido clorhídrico concentrado Hemos tomado medidas de pérdida de masa por unidad de superficie a lo largo del tiempo

7. Resistencia a la corrosión ¿Cómo hemos estudiado la resistencia a la corrosión de las monedas? OBSERVACIONES: La moneda de 1 peseta de aluminio desaparece rápidamente Las disoluciones cambian de color a lo largo del tiempo HCl + METAL Sal + Hidrógeno (Cloruros metálicos)

8. Resistencia a la corrosión ¿Cómo hemos estudiado la resistencia a la corrosión de las monedas? Se miden pérdidas de masa por unidad de superficie a lo largo del tiempo para poder comparar la corrosión aunque las monedas sean de diferentes tamaños R g Superficie de moneda expuesta a corrosión Superficie de una cara: S cara = Superficie del canto: S canto = Superficie total: S = 2·S cara + S canto  

9. Resistencia a la corrosión

10. Resistencia a la corrosión RESULTADOS Las monedas más resistentes a la corrosión son las de 1 céntimo de euro y 5 pesetas (cuproníquel) Las monedas menos resistentes a la corrosión son las de 1 euro, 2 euros , 10 céntimos, 1 peseta rubia y 5 pesetas (bronce-aluminio) L a corrosión de las monedas se acelera con el paso del tiempo

11. El proceso de corrosión

12. El proceso de corrosión INICIAL A LOS 12 DÍAS A LOS 40 DÍAS

13. ¿Qué metal se oxida más fácilmente? Buscamos Cu y/o Ni en las disoluciones resultantes de la acción del ácido clorhídrico

14. ¿Qué metal se oxida más fácilmente? Buscamos Cu y/o Ni en las disoluciones resultantes de la acción del ácido clorhídrico

15. ¿Qué metal se oxida más fácilmente? Buscamos Cu y/o Ni en las disoluciones resultantes de la acción del ácido clorhídrico

16. ¿Qué metal se oxida más fácilmente? Buscamos Cu y/o Ni en las disoluciones resultantes de la acción del ácido clorhídrico

17. ¿Qué metal se oxida más fácilmente? RESULTADOS Las disoluciones se oscurecen progresivamente pasando por coloraciones amarillentas o verdosas. Hemos identificado cobre en las disoluciones de todas las monedas excepto en la de 1 céntimo. En la disolución de la moneda de 1 céntimo hemos identificado un metal que no buscábamos, el hierro. No hemos identificado con claridad la presencia de níquel en ninguna disolución. 2 EUROS 1 Céntimo 1 EURO 10 Céntimos

18. El color de las disoluciones RESULTADOS CON EL COLOR DE LAS DISOLUCIONES NO PODEMOS DIFERENCIAR Cu 2+ y Ni 2+ Pueden formarse iones complejos con Cu 2+ y Cl - : CuCl 3 - (verde) y CuCl 4 2 - (amarillo) Pueden formarse iones complejos con Ni 2 + y Cl - : NiCl 4 2 - (verde)

19. RESULTADOS HIERRO EN LA MONEDA DE 1 Céntimo La moneda de 1 céntimo está compuesta por acero recubierto de cobre La adición de amoniaco provoca la precipitación de un sólido marrón oscuro - hidróxido de hierro (III) - La oxidación del hierro del acero puede provocar el paso de hierro a la disolución ¿Qué metal se oxida más fácilmente?

20. Formación de capas protectoras La oxidación superficial de los metales puede protegerlos de la acción química de agentes externos COMPROBACIÓN Añadimos ácido nítrico y cloruro de mercurio sobre dos monedas de aluminio La moneda más deteriorada se oxida más lentamente La moneda menos deteriorada se oxida más rápidamente

21. Formación de capas protectoras La oxidación superficial de los metales puede protegerlos de la acción química de agentes externos Las pátinas en monedas de cobre o de bronce La oxidación superficial del cobre forma pátinas de óxido de cobre (I) (rojizo anaranjado) La oxidación puede continuar formándose posteriormente óxido de cobre (II) (negro). El CO 2 atmosférico puede combinarse con los óxidos de cobre y originar carbonato de cobre ( verde)

22. Formación de capas protectoras EL CÁNCER DEL COBRE Las pátinas verdes de carbonato básico de cobre son estables y protectoras. Si en las pátinas verdes aparecen cloruros de cobre la pátina se convierte en inestable y destructiva. Los cloruros de cobre reaccionan con el agua y producen ácido clorhídrico que extiende la corrosión

23. “La química del dinero” CONCLUSIONES El Ni en las monedas resiste mejor la corrosión que el Cu . ( No detectamos claramente Ni en las disoluciones resultantes). La corrosión de las monedas se acelera con el paso del tiempo cuando la acción del ácido destruye las capas superficiales . Las monedas más resistentes a la corrosión son las de 1 céntimo de euro y 5 pesetas de cuproníquel . Las monedas con mayor pérdida de masa por unidad de superficie son las de 2 euros, 1 euro, 10 céntimos, 1 peseta rubia y 5 pesetas dorada.

24. Bibliografía Química analítica cualitativa. F. Burriel y otros Wikipedia http://blognumismatico.blogspot.com.es http:// silveragecoins.com http:// colnect.com/es/coins http:// www.cientificosaficionados.com Banco de imágenes CNICE

25. LA QUÍMICA DEL DINERO Estudio de las características de las aleaciones con las que se fabrican las monedas Jorge González Guitart Nepal Heredia Pavón Jaime Herrera Guirado Christian Rutjens Oliva Miguel Sánchez Fuentes Coordinador: Pedro Fernández Rodríguez I.E.S. Río Verde (Marbella)