INSTITUTO POLITECNICO NACIONAL
ESIME CULHUACAN
Química Básica Practica 7. Recubrimientos Electrolíticos
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Introducción. 1 Recubrimientos electrolíticos
El principio básico de los procesos de recubrimientos electrolíticos consiste en la conversión del metal del ánodo en iones metálicos que se distribuyen en la solución. Estos iones se depositan en el cátodo (pieza que será recubierta) formando una capa metálica en su superficie. Existen en galvanotecnia procesos en los cuales el metal se deposita sin fuente externa de corriente eléctrica. En ambos procesos de recubrimientos la capa depositada forma cristales metálicos. En función del tipo de estructura cristalina se derivan las diferentes propiedades del recubrimiento y así los campos de aplicación más adecuados. El recubrimiento electrolítico de las piezas se produce casi exclusivamente por inmersión en un bao. !ara ello se introducen las piezas en las cubas donde se encuentra el electrolito" se les aplica la corriente como cátodo" se recubren y se secan. #l extraer las piezas del bao arrastran una cantidad del electrolito sobre la superficie de las piezas. Esa película superficial arrastrada se elimina en un proceso de lavado posterior para que no interfiera en las siguientes operaciones o presente las condiciones de acabado exigidas. $na línea de recubrimientos electrolíticos está compuesta por numerosas operaciones que" en función de las exigencias de calidad y el campo de aplicación seleccionado pueden agruparse del siguiente modo% a) !retratamientos mecánicos. El pretratamiento mecánico arranca de la superficie de la pieza una fina capa. &ncluye procesos como el cepillado" pulido y rectificado" que permiten eliminar asperezas o defectos de las superficies. En menor medida se aplica la técnica del c'orreado que permite eliminar unto con las asperezas y defectos de la superficie" los aceites" óxidos y restos de finos de mecanizado. ras estas operaciones es necesario someter a las piezas a un proceso de lavado" puesto que durante el mismo se deposita sobre la superficie de las piezas una parte de la grasa y del abrasivo utilizado" así como polvo metálico. b) *esengrase En la fabricación de piezas se emplean grasas" taladrinas" aceites y sustancias similares como refrigerantes y lubricantes. # menudo también se engrasan las piezas como protección anticorrosiva temporal. El desengrase puede efectuarse básicamente de dos formas%
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con disolventes orgánicos o en soluciones acuosas alcalinas con poder emulsificador. c) *ecapado. El contacto entre atmósfera y piezas metálicas provoca la formación de capas de óxido. El obeto del decapado es su eliminación. El bao de decapado contendrá diversos tipos de metal en solución en función del tipo de material base y del grado de mantenimiento y desmetalizado de los contactos de bombos y bastidores. d) +eutralizado. El proceso de activado" también llamado neutralizado o decapado suave" se utiliza para eliminar esa pequea capa de óxido que se 'a formado sobre la superficie del metal una vez que la superficie 'a sido tratada o lavada en sucesivas etapas. Esa pequea capa de óxido 'ace que la superficie sea pasiva y por lo tanto mala conductora. ,as soluciones empleadas son" por lo general" ácidos muy diluidos. ,os activados permiten asimismo eliminar velos y manc'as generados por compuestos orgánicos y-o inorgánicos. e) *esmetalización . ,a operación de desmetalizado va diriga a eliminar los recubrimientos de piezas rec'azadas o de los contactos de los bastidores sin producir daos en el metal base. ,os primeros tienen una composición similar a un electrolito y los segundos suelen contener compleantes fuertes que pueden generar problemas en los tratamientos de aguas residuales.
CALCUL! E"EC#UA$!%
. /alcule la resistencia que existe en las dos disoluciones a partir de la ley de o'm. &0 1-2 *E3!E4#+*5 E+E653% & 1 0 2 ó 20 & 1 2ealizando la sustitución nos queda de la siguiente forma% 20 (7.8 #)(98 volts) 0 :8.9 ;. /alcule la cantidad de metal depositado para el niquelado y cobrizado de acuerdo a la ley de
.?99> gr. @ una vez que se realizo el experimento en la celda galvánica se obtuvo un resultado de >.??; 2ealizando la operación necesaria nos queda de la siguiente forma% /antidad de 6etal0 m; A m 0 B.;?:C A B.;98? 0 7.7?B gr de metal depositados 3
en el obeto en este caso la llave. !#2# E, /5D2&#*5 @a que se 'abía realizado el experimento se obtuvo B.;98? y al final del experimento se obtuvo B.;?:C para obtener como resultado final 7.7>: gr. :. /alcule el nFmero de coulombs que pasan a través de la solución y la &ntensidad de la corriente del procedimiento de acuerdo a las ecuaciones 2espectivas. m0Gq @ despeando de esta ecuación nos queda de la siguiente forma% m-G0q >.?99> - ;.?:9 x 7H9 0 ;.9;C x 7H9 @ este es el resultado correspondiente para el +iquelado &01-2 m-G0q B.;98? - ;.9:;8 x7H9 0 .B?:9 x 7H: 3iendo así el resultado correspondiente para el /obrizado.
9. /ompare los resultados teóricos con los resultados experimentales y calcule él I de error de la masa depositada. $na vez que se realizaron los cálculos adecuados y correspondientes para cada uno de los casos se muestra que 'ay una ligera variación la cual cambia en si algunos datos.
El I para el +iquelado% :.>C;8 @ para el /obrizado% .:7B
>. Escriba las reacciones que se llevan a cabo durante el proceso Electrolítico% cobrizado y el +iquelado. !roceso Electrolítico del /obrizado% ;/u;359 J ;K;5 HHHH ◊ ;/u7 J ;K;359 J 5; !roceso Electrolítico del +iquelado% ;+;359 J ;K;5 HHHH ◊ ;+i7 J ;K;359 J 5;
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Resultados E&'erimentales. !olución% A(ul )Cobre *erde) +i,uel
. EL!E2&6E+#,E3 Electro $e'ósitos
-asa de los metales antes del 'roceso
+i,uelado /-oneda0
?.9B
-asa de los metales des'us del 'roceso ?.>7
Cobri(ado /llae0
.:8
.97
-asa de'ositada
Corriente
7.7: g
7.8:
7.7; g
7.8:
#iem'o
; 6inutos
; 6inutos
;. EL!E2&6E+#,E3 Electro $e'ósitos
-asa de'ositada /m0
Corriente /I0
+i,uelado /-oneda0
7.7: g
7.8 g
C?>77
3 Error de la masa de'ositada /Entre #eórico 4 E&'erimental0 C?9CC.CC
Cobri(ado /llae0
7.7; g
7.8 g
C?>77
C?9CC.CC
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*olta2e /*0
Coulombios /C0
Cuestionario . 2ealice un mapa conceptual con la información que se presenta en la introducción.
;. Explique brevemente en que consiste la ley de
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>. En que consiste el proceso de niquelado ,a electrodeposición de níquel es un proceso de deposición de níquel sobre una pieza metálica. ,as piezas a tratar deben estar limpias y libre de suciedad" corrosión y defectos" antes de poder comenzar.MN !ara limpiar y proteger la pieza durante el proceso de recubrimiento se puede utilizar una combinación de tratamiento térmico" limpieza" enmascaramiento" decapado y grabado.MN $na vez preparada la pieza se sumerge en una solución de electrolito y se utiliza como cátodo. El ánodo de níquel se disuelve en el electrólito en forma de iones de níquel. ,os iones viaan a través de la solución y se depositan en el cátodo.
?. En que consiste el proceso de cobrizado El cobrizado electrolítico puede realizarse preparando un bao de sulfato de cobre y sumergiendo en éluna barra de cobre que actuará como polo positivo o ánodoO como polo negativo o cátodo se introduce la pieza que se desea cobrear. #l pasar la corriente eléctrica continua por el bao" 'abrá un transporte de cobre del ánodo al catado" que en consecuencia quedará recubierto por dic'o metal.
B. &nvestigue como se puede aumentar un depósito electrolítico
,a cantidad de producto que se forma durante una electrólisis depende de los ; factores siguientes% a) *e la cantidad de electricidad que circula a través de la pila electrolítica. b) *e la masa equivalente de la sustancia que forma el electrólito. ,a cantidad de electricidad que circula por una cuba electrolítica puede 7
determinarse 'allando el producto de la intensidad de la corriente" expresada en amperios por el tiempo transcurrido" expresado en segundos. Es decir" = (culombios) 0 & P t. ras efectuar mFltiples determinaciones" 77 *onde% m % masa en gramos que se 'a depositado ! % peso atómico del elemento n % nFmero de electrones intercambiados & % intensidad de la corriente expresada en amperios t % tiempo en segundos C?>77 % factor de equivalencia entre el 77/. b) 3egunda ,ey de
n% valencia.
Dibliografía 'ttp%--quimicaredox.blogspot.mx-;77B--procesosHelectrolticos.'tml 'ttp%--RRR.monografias.com-trabaos8C-laHelectroquimica-laHelectroquimica.s'tml 'ttp%--es.RiGipedia.org-RiGi-,eyQdeQ
Conclusión.
/omo conclusión puedo deducir que con el desarrollo de esta práctica los resultados teóricos sirven para darse cuenta de cuál es el reactivo que 'ace que se oxide o reduzca cada sustancia en cada uno de los casos que se nos presentan para así no dar u obtener conclusiones al azar en cada uno y así tener la certeza de que tenemos en cada caso
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