Diferencias en la nobleza del metal

Un metal que es noble es muy resistente a las reacciones químicas: como el cobre. Un objeto de cobre puede permanecer brillante y reluciente durante años. Un metal que es menos noble reacciona más fácilmente: como el magnesio, que reacciona rápidamente con el oxígeno del aire, volviéndose opaco y gris. Podemos comparar la nobleza de los metales con un experimento. Pongamos un trozo de magnesio en una solución con iones de cobre.

Los iones de cobre extraerán electrones de los átomos de magnesio, ya que el cobre es más noble que el magnesio. Los iones de cobre se convierten en átomos de cobre… y los átomos de magnesio se convierten en iones de magnesio, que se disuelven en la solución. Cuanto más nobles sean los iones de metal, con más fuerza atraerán los electrones. Y cuanto menos nobles sean los átomos de metal, más débilmente retendrán los electrones. Cuando la diferencia en nobleza es grande, los electrones tienen una fuerte "urgencia" de moverse de un metal a otro.

La "urgencia" de los electrones de moverse es el voltaje al que están sujetos. Esto significa que no sólo podemos comparar, sino también medir, las diferencias en nobleza. Una gran diferencia en nobleza significa un alto voltaje entre los metales. Cuando solamente existe una ligera diferencia en nobleza, como entre el estaño y el plomo, estas fuerzas opuestas casi se anulan entre sí. El plomo es sólo un poco más noble que el estaño, por lo que los electrones no tienen una fuerte "urgencia" de moverse.

Por lo tanto, hay un bajo voltaje entre estos metales. Entonces, ¿cómo podemos medir el voltaje? Veamos el experimento con magnesio y cobre. Mmm… aquí tenemos un problema. El magnesio y la solución de iones de cobre están en contacto entre sí.

Los electrones van directos desde los átomos de magnesio a los iones de cobre. Y no podemos acercarnos lo suficiente (a nivel atómico) para medir el voltaje. Tenemos que modificar un poco el experimento. El magnesio y los iones de cobre deben estar separados unos de otros. Colocamos el magnesio en un vaso de agua… y mantenemos la solución de iones de cobre en un vaso separado.

Y luego conectamos el magnesio y los iones de cobre con un cable, un conductor eléctrico. Los electrones pueden moverse desde el magnesio, a través del conductor, hasta los iones de cobre. La reacción química es exactamente la misma que antes: los átomos de magnesio liberan electrones y se convierten en iones de magnesio que se mueven en dirección al agua. Los iones de cobre cogen los electrones y se convierten en átomos de cobre. Pero, ahora que los electrones viajan a través del conductor, se puede medir el voltaje.

Conectamos el cable a un dispositivo que mide voltios (un voltímetro), y ahora podemos leer el voltaje entre los metales. Cuanto más nobles sean los iones de metal, con más fuerza atraerán los electrones a través del cable. Y, cuanto menos nobles sean los átomos de metal, más débilmente retendrán los electrones. El voltímetro mide la diferencia en nobleza entre los dos metales. Cuanto mayor sea la diferencia en nobleza, mayor será el voltaje.