¿Qué es y cómo funciona la oxidación? con experimentos caseros para niños

¿Qué es la oxidación?

La oxidación es un fenómeno químico que se produce cuando un elemento toma contacto con una sustancia oxidante. Dicho en otras palabras, puedes explicar el concepto de oxidación a tus hijos de la siguiente manera:

La oxidación o corrosión es causada por una reacción redox. Una reacción redox está compuesta por otras dos simultáneas: reducción y oxidación.

• La reducción se produce cuando los átomos o moléculas ganan electrones.
• La oxidación se produce cuando los átomos o moléculas pierden electrones.

Para entenderlo mejor, puedes mostrarle a tu hijo la corrosión que se produce en un hierro a la intemperie. El hierro, que se comporta como un ánodo, pierde electrones, mientras que el oxígeno, actuando como un cátodo, los recibe, gracias a una solución electrolítica que los transfiere entre uno y otro.

Prueba dejar un objeto metálico al aire libre durante varios días lluviosos para que tu hijo observe los efectos del agua, que actúa como solución electrolítica. Explica, además, que una vez que se producen estas reacciones redox, el hierro se convierte en óxido férrico hidratado u óxido.

Experimentos de oxidación para hacer con niños

Para que tu hijo entienda mejor todos estos conceptos, nada mejor que hacer juntos algunos experimentos de oxidación.

Cómo acelerar y ralentizar el proceso de oxidación con catalizadores

El primer experimento que puedes hacer para mostrarle a tu hijo cómo funciona el proceso de oxidación requiere materiales que puedes encontrar fácilmente en tu cocina. Estos te ayudarán a que el niño entienda cómo los catalizadores, es decir, las sustancias que cambian la velocidad de los procesos químicos, pueden acelerar o ralentizar las reacciones que produce el oxígeno sobre ciertos elementos. Para ello necesitarás:

• Una patata (papa)
• Agua oxigenada
• Un limón
• Un cuchillo

Este experimento demostrará cómo funciona la oxidación en la materia orgánica; en este caso, en la patata. Sigue estos pasos junto a tu hijo para descubrir cómo actúan los catalizadores:

• 1. Corta la patata en 3 partes iguales y colócalas sobre una superficie en la que puedas hacer el experimento, como una tabla de madera.
• 2. A la primera rodaja, échale un poco de agua oxigenada por encima. Explícale a tu hijo que esta sustancia actuará como catalizador acelerador, es decir, apresurando el proceso.
• 3. Deja la patata del medio tal como está y explícale a tu hijo que dejarán que el oxígeno degrade naturalmente la materia orgánica.
• 4. Échale limón a la tercera rodaja. El limón será el catalizador ralentizador. Explica que esto significa que el ácido cítrico lentificará todo el proceso de oxidación.

Pasadas algunas horas, vuelvan a ver las patatas para comprobar los resultados. Observarán que la primera patata se ha puesto mucho más parda que la segunda, mientras que la tercera está prácticamente intacta. Explícale nuevamente que esto se debe a los efectos de cada catalizador en la materia orgánica, acelerando o ralentizando todo el proceso, según sea el caso.

Cómo quitar la oxidación

En este experimento, tú y tu hijo se dedicarán a revertir el proceso de oxidación. Para ello necesitarán:

• Cualquier objeto oxidado
• 1 l de cloruro férrico (puedes conseguirlo en cualquier ferretería o tiendas de electrónica)
• 1,1 l de agua
• 20 g de bicarbonato de sodio
• Guantes
• Lentes de protección

Una vez que hayas reunido todos los materiales, sigue estos pasos:

• 1. En un recipiente, mezcla 1 l de cloruro férrico con 100 ml de agua.
• 2. Deja reposar el objeto oxidado dentro de la mezcla por 5 minutos. También puedes dejarla por 10 minutos y, luego, tallarla con una fibra suave. Para limitar el contacto con la solución, recomendamos que elijas la primera opción.
• 3. Mientras esperan los 5 minutos, mezcla en otro recipiente 1 l de agua con 20 g de bicarbonato de sodio.
• 4. Quita el objeto de la primera solución, sécalo bien con un trapo y sumérgelo unos minutos en la mezcla de agua y bicarbonato de sodio.

Mientras tanto, explícale a tu hijo que el bicarbonato de sodio actúa para evitar que el cloruro férrico siga desgastando la pieza. Este es un buen momento para enseñar sobre el pH de las soluciones. El ácido férrico tiene un pH ácido, que el bicarbonato neutralizará. La pieza debería estar completamente libre de óxido cuando terminen con esta experiencia.

Cómo encontrar el número de oxidación

Calcular el número de oxidación de un elemento es imprescindible para ajustar las reacciones redox. Para enseñarle a tu hijo cómo se calcula este número necesitarás:

• Una tabla periódica

Sigue estos pasos para que tu hijo comprenda mejor cómo hacer los cálculos:

• 1. Explica que algunos estados de oxidación no varían. Esto sucede en los elementos del grupo 1 y 2 de la tabla periódica, es decir, los alcalinos y los alcalinotérreos. A estos les corresponde el número +1 y +2 de oxidación, respectivamente. Lo mismo sucede con los elementos en estado natural (0), el hidrógeno combinado con no metales (+1) o metales (-1), el oxígeno óxido (-2) y el oxígeno peróxido (-1).
• 2. Presenta distintas fórmulas que sirvan de ejemplo para explicar el cálculo, como FeH3. Explica, además, que en todos los casos la carga total debe ser 0.
• 3. Realiza los cálculos junto a tu hijo. En el ejemplo anterior, el número de átomos de hidrógeno es 3 y ya saben que el estado de oxidación de este elemento cuando se combina con un metal es -1. Por lo tanto, habrá que multiplicar 3 por -1 para saber cuánta carga aporta este elemento. En este caso, es -3.
• 4. Explica que, para que la carga total de esa combinación sea 0, el hierro deberá aportar una carga +3. Como hay un solo átomo de hierro, su estado de oxidación será +3.

Usa la misma fórmula para calcular los estados de oxidación de cualquier otra combinación de elementos.

Una vez que hayan terminado, tu hijo sabrá explicar qué es la oxidación. ¿Quieres enseñarle de forma divertida cómo funcionan otros conceptos de la química? ¡Anímate a probar más experimentos!