CURVAS DE DENSIDAD DE CORRIENTE-POTENCIAL. Conceptos preliminares: electrodo reacci!n de trans"erencia trans"erencia s#stancia electroacti$a. •
Sistema redo% de inter&s en la 'al$anotecnia: 'al$anot ecnia: C# met(lico m et(lico ) s#s iones i ones C# *+ . Llamaremos electrodo al con,#nto "ormado por la l(mina de C# ) la sol#ci!n electroltica donde est( introd#cida.
A esta di"erencia de de potencial el&ctrico E entre entre el C# ) la sol#ci!n se le denomina simplemente potencial de electrodo electrodo . •
A #n cierto cierto $alor E A el C# res#lta res#lta tan positi$o respecto respecto a la sol#ci!n sol#ci!n #e
oc#rre el proceso: C#/metal0 1 C#*+/soln0 + *e/metal0 •
/2a0
De este modo a partir de este $alor de E A oc#rre la o%idaci!n del C# a C# *+ ) "l#)e #na corriente de electrones 3acia el resto del circ#ito. Al proceso /2a0 le llamamos reacción de transferencia del electrodo . Llamamos sustancia electroactiva a a#ella #e inter$iene en la reacci!n de trans"erencia trans"erencia o sea a la #e p#ede reaccionar en el electrodo.
Las s#stancias presentes #e no inter$ienen inter$ien en en la reacci!n de trans"erencia son llamadas sustancias inertes o inactivas.
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En n#estro n#estro caso el C# es #na s#stancia s#stancia electroacti$a electroacti$a mientras mientras #e el el a'#a ) el el 4Cl son s#stancias s#stancias inertes inertes o inacti$as.
Le)es de 5arada). Se'6n la este#iometra este#iometra de la reacci!n reacci!n de trans"erencia trans"erencia /2a0 c#ando pasa del del *+ metal a la sol#ci!n sol#ci!n #n #n mol de iones iones C# C# o sea #n n6mero de iones i'#al a 2 NA "l#ir( #na car'a /*e07N A a tra$&s del electrodo.
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El prod#cto e7N A es #na constante #e se representa por 5 /5 1 e7NA0 ) es conocida conocida como constante de Faraday La "racci!n de #na partc#la /(tomo mol&c#la o ion0 asociada a la prod#cci!n /o cons#mo0 de #n electr!n en #na reacci!n de trans"erencia trans"erencia es conocida como equivalente de la partícula partícula o de la sustancia . Una cantidad N A de e#i$alentes constit#)e #n mol del equivalente de la sustancia . La masa de #n #n mol del e#i$alente e#i$alente de #na s#stancia s#stancia es s# masa molar del equivalente #e representamos por 8 e. En n#estro caso cada (tomo de C# prod#ce * electrones por lo #e el e#i$alente e#i$alen te de C# ser( C#9*. •
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Un n6mero N A de medios (tomos de C# o lo #e es lo mismo N A9* (tomos de C# o sea 29* mol de C# constit#)e #n mol del e#i$alente del C# de modo #e la masa molar del e#i$alente del C# es la mitad de s# masa molar. De la de"inici!n de e#i$alente ) del mol de e#i$alente se ded#ce #e:
Al reaccionar un mol del equivalente equivalente de una sustancia sustancia cualquiera cualquiera en un electrodo, electrodo, a través de éste circula una carga total igual a F = e·N A = 96!! "#
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El en#nciado anterior constit#)e #n res#men de las le)es de 5arada) sore sore la electrolisis electrolisis . Si por #n electrodo pasa #na car'a ; la masa m de s#stancia trans"ormada por ella mediante la reacci!n electr!dica ser(: m 1 /;9508e
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8e /la masa trans"ormada por #na car'a 50 no s!lo depende depende de la s#stancia #e se trans"orma en &l sino tami&n del proceso #e &sta s#"re. As para el 5e: si oc#rre oc#rre la o%idaci!n a 5e *+ 8e 1 <=9* ' si oc#rre la o%idaci!n a 5e > 8e 1 <=9> ' •
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Otra "orma de plantearla
Las le)es de 5arada) estalecen #na i'#aldad entre los e#i$alentes #micos ) electricos asi: No. E. #micos 1 No. E. el&ctricos m 98e 1 ;95 La densidad de corriente como medida de la $elocidad del proceso de trans"erencia. •
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En #n determinado inter$alo de tiempo dt reaccionan dn mol de C# #e pasan a C#*+. Como a cada (tomo de C# est( asociada la trans"erencia de * electrones a dn mol de C# estar( asociada la trans"erencia de #na car'a: d 1 *e7N A7dn 1 *57dn En el caso 'eneral: d 1 ?.57dn Di$idiendo entre el (rea del electrodo A ) entre dt se otiene: /29A0 7d9dt 1 ?5@d/n9A09dt
/*0
En la ec#aci!n anterior: d9dt 1 I donde I es la corriente #e circ#la a tra$&s del electrodo. I9A ser( la corriente #e circ#la por #nidad de s#per"icie del electrodo o sea la densidad de corriente BiB de modo #e : i 1 I9A. •
Por otra parte d/n9A09dt 1 Vt representa la cantidad de s#stancia del reaccionante cons#mida en la reacci!n de trans"erencia por #nidad de s#per"icie del electrodo en la #nidad de tiempo ) p#ede tomarse como medida de la $elocidad de dic3a reacci!n de trans"erencia.
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S#stit#)endo i 1 ?57V t indica #e i es proporcional V t En Electro#mica in$arialemente se mide la $elocidad del proceso de trans"erencia mediante la densidad de corriente #e atra$iesa el electrodo.
C#r$a parcial an!dica de densidad de corriente-potencial. •
Al alcan?arse #n $alor E A comien?a el paso de iones C# *+ a la sol#ci!n detect(ndose #na corriente en el ampermetro A de la 5i'. anterior.
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Si el $alor de E A se si'#e 3aciendo cada $e? m(s positi$o el proceso de trans"erencia /2a0 oc#rre con #na ma)or $elocidad de modo #e a#mentar( la i.
Al 3acer EA cada $e? m(s positi$o ) alcan?arse #n cierto $alor comien?a a "l#ir #na corriente a#mentando i al 3acerse m(s positi$o E A Esta i es deido a #n proceso de o%idaci!n tami&n llamado proceso anódico ) la densidad de corriente se denomina densidad de corriente parcial anódica ) se representa como i + . •
Por con$enio i + es positi$a. La c#r$a i E anterior se denomina curva parcial anódica de densidad de corriente$potencial o curva de polari%ación parcial anódica . El electrodo donde oc#rre #n proceso de o%idaci!n se denomina &nodo.
C#r$a parcial cat!dica de densidad de corriente-potencial. •
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Consideremos a3ora #n electrodo "ormado por #na l(mina de #n metal inerte como el Pt introd#cida en #na sol#ci!n #e conten'a iones C# *+. En este caso el 6nico proceso de trans"erencia #e podra oc#rrir es la red#cci!n de los iones C# *+ de la sol#ci!n a C# met(lico: C#*+/soln0 + *e/metal0 1 C#/metal0
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A# el proceso de trans"erencia es #na reducción llamado tami&n proceso catódico ) la s#stancia electroacti$a es el C# *+ mientras #e el Pt ) el a'#a son s#stancias inertes o inacti$as. Este proceso se "a$orece con el a#mento de la Bconcentraci!nB de los electrones en el metal o sea mientras m(s ne'ati$o sea E. Al sorepasar #n $alor E C comen?ar( a oc#rrir el proceso de red#cci!n o cat!dico /20 ) "l#ir( #na corriente. La corriente "l#ir( en #n sentido contrario al anterior osea el "l#,o de electrones es contrario al de la o%idaci!n.
La corriente asociada con el proceso de red#cci!n o cat!dico se considera #e es ne'ati$a ) se simoli?a por i . •
Vt ) con ella el $alor asol#to de i dee escriirse como i 1 ?57V t p#es Vt es positi$a mientras #e i es ne'ati$a. La c#r$a otenida se le conoce como curva parcial catódica de densidad de corriente$potencial o curva parcial de polari%ación catódica . El electrodo donde oc#rre #n proceso de red#cci!n se denomina c&todo.
C#r$a total de densidad de corriente-potencial. •
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Consideremos #na l(mina de C# introd#cida en #na sol#ci!n ac#osa de iones C#*+. Este electrodo p#ede representarse de manera con$encional como C# C#*+/ac0. Como en este caso 3a) presente C# podr( oc#rrir el proceso /2a0 #e prod#ce #na densidad de corriente an!dica i + pero como tami&n 3a) presente C# *+ p#ede oc#rrir el proceso /20 #e prod#ce #na densidad de corriente cat!dica i de sentido op#esto al anterior. De esta "orma se otendr( #na c#r$a total i-E conocida como curva 'total( de densidad de corriente$potencial o de polari%ación del sistema
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Esta ser( la s#ma de las c#r$as parciales an!dica ) cat!dica de densidad de corriente-potencial correspondientes. Para E m(s ne'ati$os #e E A s!lo oc#rre la red#cci!n del C# *+ de modo #e la c#r$a total coincide con la c#r$a parcial cat!dica antes $ista. Para E ma)ores #e E C oc#rre solo la o%idaci!n del C# por lo #e en este caso la c#r$a total coincide con la de o%idaci!n an!dica antes $ista. Para E entre E A ) EC el $alor de i es la s#ma al'eraica de las densidades de corriente parciales an!dica ) cat!dica de los procesos correspondientes #e oc#rren sim#lt(neamente en esta re'i!n de potenciales. En este ran'o de E la c#r$a de polari?aci!n total no coincide con nin'#na de las c#r$as parciales anteriores. En este caso: i 1 i+ + i 1 i+ - i
Potencial de reposo ) de e#ilirio. •
E%iste #n $alor de E para el c#al se c#mple #e i+ 1 i o sea i+ e i se i'#alan en $alor asol#to de modo #e el $alor de i n#lo.
ser(
Este $alor de potencial de electrodo se conoce como potencial de reposo ) lo representamos como E o.
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En el e,emplo tratado el proceso an!dico ) el cat!dico son #no el in$erso del otro de modo #e para c#al#ier $alor de potencial de electrodo el proceso de trans"erencia correspondiente p#ede representarse por #na ec#aci!n 6nica: C#*+/soln0 + *e/metal0 1 C#/metal0
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#e oc#rre en #n sentido # otro se'6n el potencial. Para E 1 Eo oc#rren los procesos directo e in$erso a i'#ales $elocidades o sea el sistema se enc#entra en e#ilirio En este caso es decir c#ando el proceso an!dico sea el in$erso del cat!dico el potencial correspondiente a i 1 se denomina potencial de equili)rio del electrodo 'o del sistema( ) se representa en n#estro caso como E C#9C#*+ o en 'eneral E O%9R El $alor de E o o de EO%9R se conoce midiendo la di"erencia de potencial entre el electrodo est#diado ) otro de potencial de e#ilirio conocido denominado electrodo de referencia de modo #e d#rante la medici!n no circ#le corriente entre amos.
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Con este "in se emplea #n mili$oltmetro de alta resistencia o para alcan?ar #na ma)or e%actit#d #n potenci!metro compensador asado en el método de *oggendorff . Electrodo de re"erencia: electrodo normal de +idrogeno F PtG*/'0 /2 atm0G+ H.
En este caso se dice #e el $alor del potencial de e#ilirio se enc#entra en la escala del +idrógeno ) se le llama tami&n potencial de reducción del electrodo .
Densidad de corriente de intercamio. Para E 1 Eo entonces i + 1 i A este $alor com6n se le representa como i o ) se le denomina densidad de corriente de intercam)io del electrodo . •
Los $alores de i o p#eden $ariar entre amplios lmites para di"erentes electrodos. A'A'+ oscila entre 2 2 ) 2 > A9cm* C#C#*+ oscila entre 2 ) 2 < A9cm* NiNi*+ alcan?a s!lo $alores entre 2 J ) 2 K A9cm*.
El $alor de i o para #n electrodo -o sistema redo% - determina la "orma de la c#r$a de polari?aci!n correspondiente. Sera m(s aplanada /o sea #n menor $alor de s# pendiente /di9dE00 a medida #e el $alor de la densidad de corriente de intercamio dismin#)e. POTENCIALES 8ITOS •
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Sean * Sist. Redo% di"erentes donde E e2 M Ee* R 2 1 O%2 + n2e R * 1 O%* + n*e Ga) * posiilidades de #e e%ista #n Potencial 8i%to: •
R 2 + O%*
5ormara #n Sist. R(pido o sea
io para Ea E Ec ) en Eo oc#rrir( #n proceso neto por#e las reacciones op#estas no son las mismas ) la $el. es apreciale. •
R * + O%2
5ormara #n Sist. Lento o sea io ) para Ea E Ec ) en Eo no oc#rrir( #n proceso neto por#e las reacciones op#estas oc#rren a #na $el. despreciale
E,emplos •
O%2 9 R 2 1 Sn/IV0 9 Sn/II0 O%* 9 R * 1 Cr*OQ- 9 Cr>+ En #na soln. de Sn/II0 ) Cr *OQ- / R 2 + O%*0 oc#rrir( la reacci!n: >Sn/II0 + Cr *OQ- + 2G+ 1 * Cr>+ + >Sn/IV0 + QG*O Se lle'a al mismo res#ltado si se tiene en c#enta el /-n5 $alores de E e / an(lisis termodin(mico0
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O%2 9 R 2 1 C#*+ 9 C# O%* 9 R * 1 Cl* 9 ClUna soln de C#Cl * / R * + O%2 0 es estale
se'6n los
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El G*O tami&n p#ede participar en el Potencial 8i%to: G*O 1 29*O* + G+ + e / O%id.0 G*O + e 1 29*G* + OG- /Red.0
El C#*+ es estale en #na soln. ac#osa / R * + O%20 O%2 9 R 2 1 C#*+ 9 C# O%* 9 R * 1 O* 9 G*O El 5* no es estale en soln. ac#osa / R 2 + O%*0 O%2 9 R 2 1 O* 9 G*O O%* 9 R * 1 5* 95El I- / R * + O%20 ! el I* / R * + O%2 0 son estales en soln. ac#osa O%2 9 R 2 1 G*O 9 G* O%2 9 R 2 1 I* 9 IO%* 9 R * 1 I* 9 IO%* 9 R * 1 O* 9 G*O El Na no es estale en soln. ac#osa / R 2 + O%* 0 O%2 9 R 2 1 Na+ 9 Na O%* 9 R * 1 G*O 9 G* Una soln. de C#Cl * es estale. O%2 9 R 2 1 C#*+ 9 C# O%* 9 R * 1 O* 9 G*O
O%2 9 R 2 1 G*O 9 G* O%* 9 R * 1 Cl* 9 Cl-
Los iones son estales en G *O / R * + O%2 0 O%2 9 R 2 1 C#*+ 9 C# O%* 9 R * 1 Cl* 9 ClLos iones entre si tami&n son estales / R * + O%2 0 •
Una soln. de C#I * no es estale. O%2 9 R 2 1 C#*+ 9 C# O%* 9 R * 1 O* 9 G*O
O%2 9 R 2 1 G*O 9 G* O%* 9 R * 1 I* 9 I-
Los iones son estales en G *O / R * + O%2 0 O%2 9 R 2 1 I* 9 IO%* 9 R * 1 C#*+ 9 C# pero los iones entre si no son estales / R 2 + O%* 0 LA CORROSION VISTA SEN LOS POTENCIALES 8ITOS O%2 9 R 2 1 5e/OG0> 9 5e O%* 9 R * 1 O* 9 G*O ! G*O 9 G*
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En este caso se "orma #n Potencial 8i%to del tipo R 2 + O%* por lo #e la presencia de O * dis#elto en G *O o el G*O en soln. li'eramente (cida p#ede o%idar al 5e ori'inando la Corrosi!n. =5
*5e + =G*O 1 *5e/OG0> + > G*
!
2*5
>O* + 5e + =G*O 1 5e/OG0 >
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Al'#nas ma'nit#des )a conocidas toman #n nomre distinto: io 1 ic ) es la Densidad de Corriente de Corrosi!n Eo 1 Ec ) es el Potencial de Corrosi!n La Corrosi!n se e$ita lo'rando #e E metal M Ea / Protecci!n Cat!dica0 de "orma #e no sea posile #e oc#rra la o%idaci!n. •
Se lo'ra de $arias "ormas: •
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Imponiendo al metal #na corriente cat!dica con #na 5#ente de CD / Corriente Imp#esta0 de "orma #e E metal M Ea En este caso Ea 1 Ep ) es el Potencial de Protecci!n ) la densidad de corriente asociada la Densidad de Corriente de Protecci!n. Poniendo al metal en contacto directo con #n metal mas acti$o /n0 / Anodo de Sacri"icio0 lo #e permite #e el 5e sea el polo ne'ati$o de la celda 'al$(nica "ormada donde se descar'a el a'#a.
Polari?aci!n ) sorepotencial. Se de"ine la polari%ación del electrodo para #n $alor dado de i /P i 0 como la di"erencia entre el $alor del potencial c#ando "l#)e #na corriente i por el electrodo /Ei0 ) el potencial de reposo /E o0 as: Pi Ei - Eo. En el caso en #e E o 1 EO%9R en #e los procesos an!dico ) cat!dico son #no el in$erso del otro a la di"erencia E i - EO%9R se le denomina so)repotencial del electrodo para el $alor correspondiente de densidad de corriente i as: i Ei EO%9R . • •
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Si E Eo entonces i / proceso neto an!dico0 ) P i ! i . Si E M Eo entonces i M /proceso neto cat!dico0 ) P i M ! i M . Por esta ra?!n se 3ala de polari?aciones o sorepotenciales an!dicos c#ando estos son positi$os ) de polari?aciones o sorepotenciales cat!dicos c#ando son ne'ati$os.
En m#c3as ocasiones en la literat#ra se emplean indistintamente los t&rminos polari?aci!n ) sorepotencial sin tener en c#enta la di"erencia sealada anteriormente tom(ndose amos como sin!nimos. Tami&n en ocasiones se emplea de manera impropia el t&rmino sore$olta,e por sorepotencial. Como Vt de #n metal para #n $alor dado de E est( determinada por el $alor correspondiente de i ) este depende del $alor de E O%9R ) de la "orma de la c#r$a de polari?aci!n correspondiente o sea de i es con$eniente anali?ar el e"ecto de amos "actores. SISTE8AS REVERSIWLES O IRREVERSIWLES Sistemas re$ersiles o r(pidos •
Presentan Ec Ea
•
para Ea E Ec
i o ocur r enambosprocesospues t os
Sistemas irre$ersiles o lentos •
Presentan Ea Ec para Ea E Ec
i o práct i cament enoocur r eni ngúnproceso apreciable,
Los t&rminos re$ersile e irre$ersile son relati$os ) solo cin&ticos. Todos los procesos en el electrodo son termodinamicamente irre$ersiles. No 3a) e#ilirio sino estado estacionario
CAUSAS DE LA IRREVERSIWLIDAD DE UN PROCESO •
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Termodin(mica:
irre$ re$ 3a) #n 'asto adicional de ener'a Cin&tica: 3a) #n paso lento #e limita el proceso la $el. es "inita El paso lento p#ede ser por: la $ariaci!n de la conc. en la s#p. del electrodo por ser lenta la di"#si!n o #na reacci!n #mica #e prod#ce los reaccionantes de la reacci!n electro#mica •
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la trans"erencia en la s#p. del electrodo es lenta por la resistencia #e p#ede o"recer la DCE al paso de los iones la "ormaci!n de #n s!lido cristalino /deposici!n de #n metal0 es lenta se di"ic#lta la "ormaci!n del cristal la "ormaci!n de #n s!lido por #n proceso de o%idaci!n /proceso an!dico0 #e presenta #na cond#cti$idad el&ctrica a,a 3ace lento el mo$. de los electrones en la s#p. del electrodo.
TIPOS DE SOWREPOTENCIALES. CARACTERISTICAS DE LOS 8ODELOS ;UI8ICO 5ISICOS •
Sea el mecanismo m(s sencillo en #n proceso electr!dico. C#ando #no de los pasos sea lento se presentar( #n tipo de sorepotencial. 2. *. >. . <.
A/soln0 + W/soln0 1 O%/soln0 O%/soln0 1 O%/elect0 O%/elect0 + ne 1 R/elect0 R/elect0 1 R/soln0 R/elect0 + D 1 N
Sorepotencial de Reacci!n Sorepotencial de Di"#si!n Sorepotencial de Trans". t Sorepotencial de Di"#si!n Sorepotencial de Reacci!n
R D
D R
Para casos espec"icos de la reacci!n de trans"erencia /ec. >0 se p#ede presentar el Sorepot. de Resistencia / ) de Cristali?aci!n / 4 0. SOWREPOTENCIAL DE TRANS5ERENCIA Condiciones iniciales: Paso lento es la reac. 2 R ) O% son sol#les Vol. tal #e no se presente conc la di"#si!n es r(pida /Cs 1 Co0 8odelo: •
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Es #n caso de Reacciones Op#estas: -/dnR 9dt0 1 XY+ CR ) -/dnO%9dt0 1 XY- CO% XY+ ) XY- se desarrollan se'6n la e%presi!n de Arr3eni#s: XY+ 1 X +e%p/ - +Z9RT0 ) XY- 1 X -e%p/ - -Z9RT0 - Z es el Electro#mico del Comple,o Acti$ado para la o%idaci!n /+0 o red#cci!n /-0.
•
Como en todo Sist. Electro#mico 3a) #e considerar la componente #mica ) el&ctrica de las $ariales termodin(mica. 1 + n5 Ei En el G ~# aparecen los coef. de trans. ( Z +
1
Z +
-
n5Ei
)
Z -
oxid). y (reduc.))
1 -Z + n5Ei
5I. del Liro Complementos electro#mico. La Vel. de reacci!n se e%presa en "#nci!n de la i se'6n las Le)es de 5arada): i+ 1 -n5/dnR 9dt0 e i- 1 -n5/dnO%9dt0 it 1 i+ + i•
Al s#stit#ir las $ariales de #na ec. en otra ) reordenar los t&rminos se otiene #n prod#cto de ctes ) se le simoli?a por i o n5X +CR e%p/- +Z + n5Ee 9RT 0 1 io /o%id0 n5X -CO%e%p/ - -Z - n5Ee 9RT 0 1 io / red0
)
#e es #na cte. )a conocida En este caso se considera el Sorepotencial
•
1 Ei - Ee
Se otiene la si'#iente ec. i 1 io / e%p/ n5 9RT0 - e%p/- n5 9RT0 0
•
Casos Limites. •
Ei Ee
entonces
i 1 io n5
/ e%p % 1 2 + % + % *9*[ + .... 0
9RT
lnea recta
Rp 1 d 9di 1 RT9 i o n5
•
Resistencia de Polari?aci!n
Ei m#) ale,ado de Ee entonces it 1 i+
!
it 1 i-
/ en la pract.
2 mV0
/ se desprecia #no de los * procesos0
ln i 1 ln 9i+9 1 ln i o +
n5
RT )
ln i 1 ln 9i-9 1 ln io -
n5
RT Rectas de Ta"el
SOWREPOTENCIAL DE DI5USION Condiciones iniciales: El paso lento es la ec. * El proceso oc#rre en presencia de electrolito soporte /la s#stancia electroacti$a lle'a s!lo por di"#si!n0 El prod#cto es s!lido.
Per"il de conc. estacionario. Deido a la reacci!n electr!dica en la s#per"icie del electrodo e%istir( #na conc. /C s0 di"erente de C o / seno de la soln.0 lo #e crea #n C. Esta re'i!n se denomina Capa Limite de Di"#si!n ) s# espesor se simoli?a por . 8odelo: •
La trans"erencia / ec. >0 es r(pida por lo #e se considera en e#ilirio es decir oedece a la ec. de Nernst. Ee 1 Eo + /RT9n50ln /aR 9aO%0 R es el prod#cto s!lido ) a R 1 2 aO% se apro%ima a C s
•
El paso de di"#si!n / ec. *0 oedece a las Le)es de 5icX.
En condiciones estacionarias se c#mple Vel. D 1 dnO%9dt 1 - DA CO%
2ra. Le) de 5icX D: coe". de Di"#si!n A: (rea del elect.
•
El CO% se considera lineal se'6n Nernst. CO% 1 /CO% - CSO% 0 9
•
Se considera #e Vel. D 1 Vel.t
n5Vt 1 n5Vd 1 i
o sea
por eso
i 1 -n5D C
•
El sorepotencial se e%presa se'6n:
•
S#stit#)endo las $ariales de #na ec. en otra ) reordenando los t&rminos se
e
otiene: 9i-9 1 9iL-9 @2- e%p /n5
9RT0
D
iL-: Densidad de Corriente Cat!dica Limite de Di"#si!n
iL 1 4Co ) 4 1 -n5D9
/Par(metro para An(lisis C#antitati$o0
Tratamiento de los datos e%p.: An(lisis Lo'artmico •
Lo'rar otener #na lnea recta para determinar #n par(metro importante: E29*
•
C#ando R ) O% son sol#les con #n ra"ico Ln @ /9i L-9 - 9i-9 0 9 / 9iL+9 - 9i-9 $s #na recta #e permite calc#lar E 29*
/ ! E0 se otiene
/Par(metro para An(lisis
C#alitati$o0 E29* 1 Eo + /RT9n50ln / " O% DR
9 " RD O%
O%
0
R
": coe" de acti$idad D: coe". de di"#si!n : espesor de la Capa Limite E29* Eo El 8&todo Polaro'r("ico descansa en la teora del Sorepotencial de Di"#si!n
SOWREPOTENCIAL DE REACCION Condiciones iniciales: El paso lento es la ec. 2 / se presenta en los casos de la deposici!n de #n metal a partir de #n ion comple,o e,.: Deposici!n de Cd0. a0 Reacci!n #mica: Cd/CN0 * 1 Cd/CN0 > + CN 0 Reacci!n de trans"erencia: Cd/CN0 > + * e 1 Cd + > CN Per"il de conc. estacionario. Deido a la reacci!n electr!dica en la s#per"icie del electrodo se cons#me Cd/CN0 > ) s# conc /C s0 ser( di"erente de C o / seno de la soln.0 lo #e crea #n C. Esta re'i!n se denomina Capa Limite de Reacci!n ) s# espesor se simoli?a por R ) es s#perior en tamao a la DCE. R
no depende de la a'itaci!n no as
Se otiene #na i L de reacci!n:
en la Di"#si!n
iL-R 1 n5D \ X/X -20 \ C
X ) X -2 son las ctes del paso directo e in$erso de la "ormaci!n del comple,o C representa la concentraci!n del Cd/CN0 *+
SOWREPOTENCIAL DE 5OR8ACI]N DE 5ASES ^ DE CRISTALIACI]N. Condiciones iniciales: El paso lento es la ec. > / se presenta en los casos en #e se deposita #n ion para "ormar #n metal0 la trans"erencia de car'a no es lenta no as el ordenamiento de los (tomos /iones descar'ados0 en el enre,ado cristalino. 5ormaci!n de #na n#e$a "ase: El (tomo esta adsorido a la s#per"icie /ad-atomo0 #n *do (tomo p#ede #nirse a &l ) se "orma #n n6cleo i-dimensional al a#mentar de tamao del n6cleo i-dimensional se "orma #n sitio semicristalino. / tiene menor ener'a0 • • •
5I. 2> 5ormaci!n del cristal: Para mantener el crecimiento del sitio semi-cristalino se re#iere menos ener'a /menor 0 Se "orma a partir de los sitio semi-cristalinos "ormados o de las dislocaciones de la s#per"icie / de"ectos estr#ct#rales0 del metal La deposici!n de los iones sol$atados no oc#rre sore los sitios semi-cristalinos por el e"ecto de la dismin#ci!n del 'rado de sol$ataci!n sino #e se "orman adatomos El ad-atomo di"#nde por la s#per"icie 3acia los sitios semi-cristalinos siendo este proceso lento. •
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Aplicaci!n: En la al$anotecnia para otener dep!sitos rillantes: i 'rande 'rande ) se otiene 'ranos "inos rillo. Arillantadores. Son in3iidores del proceso. Wlo#ean los sitios de crecimiento ) oli'an a crear mas sitios-semicristalinos ) se otienes 'ranos "inos rillo. / Los in3iidores de la Corrosi!n act6an de "orman similar a los arillantadores in3ien el proceso de Corrosi!n0. • •
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SOWREPOTENCIAL DE RESISTENCIA Condiciones iniciales: el paso lento es la ec. > / se presenta en los casos en oc#rre #n proceso anodino con la "ormaci!n de #n !%ido insol#le0. La trans"erencia de car'a no es lenta no as el paso de los electrones a tra$&s de la capa "ormada 3asta la s#per"icie para contin#ar la reacci!n electr!dica. Caractersticas del !%ido: El !%ido dee ser:
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insol#le resistente a la cond#cci!n de electrones / no cond#ctor0 compacto sin poros
As se "ormar( #na capa pasi$a #e retarda el proceso. La c#r$a i-E es #na lnea recta / E1IR 0 Aplicaci!n: La pasi$aci!n de los metales para e$itar la corrosi!n. 5i' de pasi$aci!n de metales en Complementos Ec#aci!n de Nernst. •
El $alor del EO%9R para el sistema redo% 8etal Iones del metal /898 ?+0 depende de: el metal en c#esti!n la composici!n de la sol#ci!n ) de la temperat#ra. • • •
Esta dependencia se e%presa mediante la llamada ecuación de Nernst #e para este tipo de electrodo toma la "orma: E8 ?+98 1 Eo8 ?+98 + /RT9?50 ln C/8?+0 donde: •
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Eo8 ?+98 es #na constante conocida como potencial de reducción 'o de electrodo( normal ) p#ede 3allarse ta#lado en la literat#ra C/8?+0 representa la molalidad de 8 ?+ en la sol#ci!n /en "orma ri'#rosa es la actividad de los iones 8 ?+ ma'nit#d relacionada con la molalidad0 ? es el n6mero de electrones intercamiados.
Eo8 ?+98 es el $alor de E 8 ?+98 correspondiente a #n $alor #nitario de C/8 ?+0 /o me,or de la acti$idad0. A medida #e C/8 ?+0 dismin#)e el $alor de E 8 ?+98 tami&n es menor ) para lo'rar la deposici!n del metal se necesita tami&n #n $alor m(s ne'ati$o de E / m(s cat!dico0. Este e"ecto es e$idente c#ando en la sol#ci!n 3a) presentes s#stancias i!nicas o no #e "orman comp#estos comple,os con los iones del metal. •
Eo Cd Cd*+ / molalidad: 2 mol9X' de iones Cd *+0 1 * V
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Al adicionar NaCN se "orma el comple,o Cd/CN0 * #e es tan estale /4 inst 1 2 2Q0 #e 3ace dismin#ir aprecialemente la concentraci!n de Cd *+ lire se'6n el proceso: Cd*+ + CN 1 Cd/CN0* c#ando C/CN 0 1 2 mol9X' se otiene #n $alor de C/Cd *+0 lire de 2 2Q mol9X' ) el $alor de E o calc#lado 1 K> V
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En este caso es necesario 3acer m#c3o m(s ne'ati$o E para lo'rar el cadmiado a partir de sol#ciones cian#radas #e a partir de otras sol#ciones como las de s#l"ato donde el Cd *+ no est( en "orma de comple,os.
Este 3ec3o se emplea $enta,osamente en 'al$anotecnia para lo'rar di"erentes e"ectos relacionados con la estr#ct#ra del dep!sito o lo'rar dep!sitos de di"erentes aleaciones.
E"ecto del $alor de la densidad de corriente en el sorepotencial de deposici!n de los metales. •
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Vt tami&n depende de la "orma de la c#r$a de polari?aci!n correspondiente /#e a s# $e? est( determinada por el mecanismo del proceso electr!dico mediante el c#al oc#rre la deposici!n del metal /"actor cin&tico0 se'6n se tratar( m(s adelante0. Di"erentes metales tienen c#r$as de polari?aci!n di"erentes determinadas en primer t&rmino por el $alor de i o. Para lo'rar #n mismo $alor de i / i'#al Vt0 es necesario des$iar m(s E i del $alor de e#ilirio para el caso del Ni #e para el del C# ) este 6ltimo a s# $e? al'o m(s #e para la A' re#iri&ndose #n i ma)or /en $alor asol#to0 en el caso de la deposici!n del Ni #e en la del C# ) ma)or en este 6ltimo #e en el de la A'. O sea se c#mple #e para #n mismo $alor de i : Ni
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C#
A'
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Por esta ra?!n se acost#mra a decir #e el Ni presenta #n ele$ado de deposici!n el C# presenta #n $alor de de deposici!n medio mientras #e el correspondiente a la A' es m#) pe#eo.
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Es saido #e el de deposici!n /determinado por el $alor de i o0 es #n par(metro importante en la deposici!n de metales )a #e determina el tipo de dep!sito otenido. eneralmente para pe#eos $alores de i o /o 'randes de 0 el dep!sito otenido presenta #n 'rano m(s "ino.
E%istencia de $arios procesos de trans"erencia sim#lt(neos en #n electrodo. •
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Se 3a considerado el caso en #e s!lo p#eda oc#rrir #n proceso en #n electrodo lo c#al no siempre es as. Tratemos a3ora el caso en #e en #n mismo electrodo p#eden oc#rrir sim#lt(neamente $arios procesos de trans"erencia. Electrodos Pt A?+ ) Pt W?+ Procesos de trans"erencia: red#cci!n de A ?+ ) W?+ Se'6n la 5i'. EA?+9A EW?+9 W.
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Si E EA?+9A no oc#rre deposici!n al'#na. Para EA?+9A E E W?+9W oc#rre solo la deposici!n de A Para E M EW?+9W p#ede depositarse tami&n W
A #n E mas cat!dico #e E W?+9W oc#rrir( la deposici!n sim#lt(nea de amos metales en una proporción molar /si la car'a de amos iones es la misma como en n#estro caso0 #e depende del $alor de i - de cada proceso correspondiente al E al #e se e"ect6e la deposici!n. • •
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Los $alores de i - correspondientes p#eden otenerse de las c#r$as. La proporci!n m(sica en #e oc#rre la deposici!n depender( adem(s del $alor de 8e de amos metales. Para E E C se otiene #e iA i W ) el dep!sito tiene #na ma)or proporci!n molar de A. Para E 1 E C amos $alores de densidad de corriente ser(n i'#ales ) el dep!sito es e#imolar en amos metales. Para E M E C se tiene #e i W i A ) el dep!sito ser( m(s rico en W.
Lo anterior es de 'ran importancia en la deposici!n de aleaciones
La composici!n del deposito /) por lo tanto s#s propiedades0 dependen de: las condiciones de deposici!n /"orma de la c#r$a de polari?aci!n0 ) del E de deposici!n. • •
Las condiciones de deposici!n p#eden $ariarse camiando la composici!n de la sol#ci!n. E de deposici!n p#ede $ariarse camiando el $alor i -
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No es posile otener la deposici!n electroltica de lat!n /aleaci!n C#-n0 o ronce /aleaci!n C#-Sn0 a partir de sol#ciones de s#s sales simples no comple,as en este caso el dep!sito consistira casi 6nicamente de C# )a #e este metal se deposita a E positi$os #e el n o el Sn al ser E C#C#*+ #e E nn*+ ! E SnSn*+ /para $alores comparales de las concentraciones de s#s iones0. •
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En #na sol#ci!n cian#rada alcalina de estos cationes se "orman los comple,os correspondientes #e 3ace dismin#ir notalemente la concentraci!n de los iones lires del metal con lo #e se alteran los $alores correspondientes de los E de e#ilirio as como las c#r$as de polari?aci!n #e permite la deposici!n con,#nta. P#eden otenerse de este modo las aleaciones deseadas con composiciones #e p#eden $ariar casi desde #no de los metales p#ros 3asta el otro $ariando la composici!n de la sol#ci!n ) la densidad de corriente de deposici!n.
Rendimiento electroltico. Una ma'nit#d #e caracteri?a la deposici!n sim#lt(nea de $arios metales como en el caso il#strado /o me,or #e caracteri?a el desarrollo de $arios procesos de trans"erencia sim#lt(neos c#ales#iera en #n mismo electrodo0 es el rendimiento electrolítico de la corriente /R i 0 para cada #no de los procesos #e oc#rren en el electrodo.
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R i est( dado por el por ciento de la car'a total /o del $alor de i correspondiente si las c#r$as de polari?aci!n no $aran con el tiempo0. Para el e,emplo anterior los rendimientos de deposici!n de A /R A0 ) W /R W0 respecti$amente se calc#lan se'#n:
R A 1 27;A 9;T 1 27iA 9iT
)
R W 1 2 R A 1 27;W 9;T 1 27iW 9iT donde: ;T es la car'a total #e atra$iesa el electrodo ;A /;W 0 es la car'a #e atra$iesa al electrodo deido a la red#cci!n de A?+ /o de W ?+ 0 iT es la densidad de corriente total iA /iW 0 es la densidad de corriente asociada a la red#cci!n de A ?+ /o de W ?+ 0. •
As para E 1 EC entonces iA 1 iW ) R A 1 R W = <_ E EC entonces i A i W ) R A R W /R A <_0 E M EC entonces i A M i W ) R A M R W /R A M <_0
Desprendimiento de 3idr!'eno sim#lt(neo a la deposici!n de #n metal. •
Un proceso no deseale #e oc#rre en m#c3as ocasiones paralelamente ) de modo ine$itale d#rante la deposici!n es el desprendimiento de G * a partir de al'6n (cido presente se'6n : * G>O+ + *e 1 G*/'0 + * G*O /* G+ + *e 1 G*/'00
/
o a partir del a'#a * G*O + *e 1 G*/'0 + * OG
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/=0
Para el desprendimiento de G * p#ede e%presarse el E G+9G* en "#nci!n de la composici!n mediante la ec#aci!n de Nernst. E G+9G* 1 /*>> RT950 lo' C/G+ 0 1
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E G+9G* depende del pG ) se 3ace m(s ne'ati$o a ma)or pG. Esto es a medida #e la sol#ci!n se 3ace m(s alcalina ) dismin#)e la concentraci!n de G + en ella. Como es l!'ico se 3ace m(s ne'ati$o el $alor del E para el c#al comien?a el desprendimiento de G *.
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Es posile termodin(micamente depositar A' ) C# a E M J ) > V respecti$amente /molalidad 2mol9X'0 sin #e a6n se desprenda G * La deposici!n del Ni de sol#ciones de i'#al molalidad oc#rre s!lo a EM*< V p#diendo en este caso e$itarse el desprendimiento de G * s!lo si se traa,a en sol#ciones c#)o pG para las c#ales el G * se desprende 6nicamente a E m(s ne'ati$os #e el Ni. Es de 'ran importancia la re'#laci!n del $alor del pG en la deposici!n del Ni. El pG dee mantenerse entre ) =. No es posile a#mentar m(s el pG p#es de lo contrario p#eden "ormarse di"erentes comp#estos s!lidos pro$enientes de la 3idr!lisis del Ni *+ #e se ocl#)en en el dep!sito ) empeoran s#s propiedades. En ese caso los dep!sitos res#ltantes son osc#ros (speros presentan ele$adas tensiones internas a,a ad3erencia etc. Un e"ecto ne'ati$o del G * es la alcalini?aci!n. se prod#ce en la capa de sol#ci!n inmediata al c(todo llamada capa precatódica deido al cons#mo de G >O+. Este e"ecto indeseale es precisamente el #e contrarrestan las s#stancias adicionadas / G>WO>0 #e presentan el e"ecto #""er. •
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La "ormaci!n de #r#,as de G * prod#ce al'#nos incon$enientes: las #r#,as de G * 'aseoso p#eden ad3erirse a la s#per"icie ) ori'inar las llamadas Bpicad#rasB /pittin'0. p#ede eliminarse adicionando a'entes tensoacti$os como el la#ril-s#l"ato de sodio /antipittin'0 #e "a$orece la separaci!n de las #r#,as prod#cidas de la s#per"icie eliminando este e"ecto. el G* at!mico p#ede ser asorido por el dep!sito lo #e 'eneralmente a#menta s# "ra'ilidad prod#ciendo la llamada B"ra'ilidad por G *B. •
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Si no e%istieran otros "actores #e a"ectaran el desprendimiento de G * no sera posile depositar Cd ) a6n menos n de s#s sol#ciones (cidas p#es lo 3aran s!lo con 'randes cantidades de G * lo #e en realidad no oc#rre.
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En las ec. /
El metal del electrodo act6a como catali?ador del proceso p#diendo $ariar s# mecanismo con lo #e el $alor correspondiente de i o $ara entre amplios lmites.
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El $alor de io ocasiona $ariaciones en las c#r$as de polari?aci!n ) por lo tanto en los $alores de i necesarios para lo'rar el desprendimiento de G * con #n $alor dado de i. El $alor de io para el desprendimiento de G * es #na "#nci!n apro%imadamente peri!dica del n6mero at!mico del metal del electrodo. Para los metales del 'r#po del 5e /5e Ni Co0 i o es 'rande ) el desprendimiento de G * oc#rre "(cilmente. es necesario mantener el pG en el $alor ma)or posile para compensar el e"ecto del desprendimiento de G *. •
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Para los metales del 'r#po del n /n Cd G'0 ) el P i o es #nas = potencias de 2 menor por lo #e el desprendimiento de G * esta m#) des"a$orecido desde
el p#nto de $ista cin&tico. •
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este proceso a"ecta relati$amente poco d#rante la deposici!n de estos metales por lo #e es posile depositar n Cd ) P de s#s sol#ciones (cidas a#n#e termodin(micamente o sea se'6n los $alores de s#s potenciales de e#ilirio pare?ca imposile. si el electrolito se contamina con ciertos iones met(licos /C# *+0 #e p#eden descar'arse prod#ciendo #n metal /C#0 con #n $alor de i o para el G* m#c3o ma)or se oser$ar( #n desprendimiento "#erte de G * con lo #e se retarda notalemente la deposici!n en medio (cido del n Cd ) P.
Las c#r$as cat!dicas de desprendimiento de G * sore Ni /A0 ) sore metales como el Cd P o n /W0 tienen la "orma de la "i'#ra. En amos casos E G+9G* tiene el mismo $alor independiente del metal.
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Deido al $alor tan pe#eo de i o para el desprendimiento de G * sore W la c#r$a res#lta tan aplanada #e e%iste #n amplio ran'o de potenciales /3asta EW0 donde el desprendimiento de G * es despreciale ) no a"ectara la deposici!n del metal.
Tensi!n re#erida para la deposici!n 'al$(nica. •
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La $elocidad del proceso de deposici!n o lo #e es e#i$alente la corriente #e circ#la es #na "#nci!n de la polari?aci!n cat!dica ) &sta a s# $e? lo es de la tensi!n o di"erencia de potencial / E0 #e se impone a la celda. Esta E se distri#)e a lo lar'o de la celda como m#estra la 5i'. 5i' 2*
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En las s#per"icies C(todo sol#ci!n ) `nodo sol#ci!n aparecen relati$amente ele$ados como E C 1 EC - EC en el c(todo
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)
E
EA 1 EA - EA en el (nodo.
Estos E dependen del E o de los electrodos /E oA ) EoC0 ) a#mentan con el $alor asol#to de P A ) P C o sea con el $alor de la i #e los atra$iese.
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En 'eneral p#ede plantearse: EA + •
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En otros procesos electro#micos como la electrometal#r'ia s es importante el $alor de EA donde se tiende a mantenerlo con el menor $alor posile para a3orrar ener'a. De principal importancia res#lta EC p#es determina no s!lo el $alor de E sino m#c3as propiedades del dep!sito otenido.
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no s!lo depende de los electrodos empleados /E oA ) EoC 0 sino tami&n de la i de la electrolisis /o sea de P A ) PC 0.
La contri#ci!n del (nodo / EA0 en 'eneral no es de 'ran si'ni"icado en 'al$anotecnia donde se esco'e el (nodo si'#iendo otros criterios como es #e s# disol#ci!n an!dica oc#rra con #n 2_ de rendimiento.
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EC 1 EoA - EoC + PA + PC
EoC es #n $alor constante para cada metal en #na sol#ci!n ) temperat#ra dadas pero PC es "#nci!n de i por lo #e es el $alor de i el #e en realidad determina las propiedades del dep!sito /Este aspecto ser( tratado en detalle m(s adelante0.
>ra. componente de E es la cada de potencial en la sol#ci!n E 1 EA - EC ) es m#c3o menor #e E. Este E es #na cada de potencial !3mica o sea #e p#ede e%presarse como E 1 IR donde I es la corriente #e circ#la ) R la resistencia de la sol#ci!n contenida entre los electrodos.
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Por di"erentes moti$os /menor cons#mo de ener'a menor calentamiento /e"ecto bo#le0 etc.0 res#lta con$eniente #e el $alor de E sea lo menos posile lo #e p#ede lo'rarse dismin#)endo I o R. No es con$eniente dismin#ir I /dismin#)e la $elocidad de deposici!n ) en 'eneral $aran las propiedades del dep!sito0 por lo #e dee mantenerse entre lmites determinados. Res#lta m(s con$eniente dismin#ir R lo #e p#ede lo'rarse de dos "ormas: •
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por dismin#ci!n de la distancia entre los electrodos o por a#mento de s# tamao ) con el empleo de sol#ciones m(s cond#ctoras /menor R0.
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El primero de estos "actores p#ede $ariarse s!lo de manera limitada •
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(rea de los electrodos depende de las pie?as a 'al$ani?ar distancia entre ellos no p#ede dismin#irse por dea,o de ciertos lmites /los prod#ctos de la reacci!n an!dica p#eden a"ectar las propiedades del dep!sito0. Son estos "actores los #e en m#c3os casos oli'an a separar las sol#ciones de amos electrodos mediante di"erentes tai#es o sacos an!dicos /introd#cen #na R adicional0.
Res#lta necesario a#mentar la cond#cti$idad de la sol#ci!n.
Ser( necesario #tili?ar sol#ciones con ele$adas concentraciones de iones de ele$ada mo$ilidad.
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Di"ic#ltades: •
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la $ariaci!n de la concentraci!n de los iones del metal a depositar p#ede alterar de manera indeseale las propiedades del dep!sito la sol#ilidad de s#s sales p#ede ser limitada o la mo$ilidad de s#s iones p#ede no ser ele$ada.
Se acost#mra a adicionar a las sol#ciones di"erentes electrolitos inertes con iones m#) m!$iles en ele$adas concentraciones #e a#menten la cond#cti$idad de la sol#ci!n. A estos electrolitos inertes se les conoce como electrolitos de conductividad o electrolitos soportes .
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Estos electrolitos p#eden desempear otras "#nciones como: •
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"a$orecer la disol#ci!n acti$a del (nodo / Cl - del NaCl en los aos de atts0 dismin#ir el pG de la sol#ci!n "ormar comple,os con el cati!n a depositar /OG en aos de cincado alcalinos0.
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Dee indicarse #e R a"ecta el espesor local en di"erentes p#ntos de #na pie?a de macroper"il irre'#lar como se $er( m(s adelante.
Ti posdeRecubr i mi ent ossegúnsuCompor t ami ent oEl ect r oquí mi co
El car(cter electro#mico de los rec#rimientos met(licos depende de los $alores de los potenciales de electrodo /E0 del metal del rec#rimiento ) del metal ase.
Al estar estos dos metales en contacto se "orma #n par 'al$(nico donde #n metal act#ar( como c(todo /donde oc#rrir( #na red#cci!n0 ) el otro como (nodo /donde oc#rrir( #na o%idaci!n0. Si la pie?a se rec#re con #n metal #e tiene #n potencial m(s positi$o #e el metal a prote'er entonces se dice #e el recubrimiento tiene un car ácter cat ódico,
o sea el rec#rimiento es el c(todo del par 'al$(nico "ormado. •
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E,emplos: C# ) Sn sore pie?as de acero ) el Ni sore 5e. Si se prod#ce al'#na discontin#idad en #n rec#rimiento el metal ase #eda e%p#esto al medio amiente ) oc#rre s# corrosi!n )a #e el metal de la pie?a act#ar( como (nodo "rente al metal del rec#rimiento #e act#ar( como c(todo en el micropar 'al$(nico "ormado. Los rec#rimientos cat!dicos deen ser compactos pr(cticamente sin poros e impermeales al medio a'resi$o. La porosidad depende de la micro'eometra de la s#per"icie a rec#rir ) de las condiciones de la cristali?aci!n del metal del rec#rimiento.
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Es m#) importante c#mplir las re'#laciones t&cnicas re"erentes a los espesores !ptimos de los rec#rimientos para lo'rar dep!sitos con #n mnimo de poros. Si la pie?a se rec#re con #n metal #e tiene #n potencial m(s ne'ati$o #e el metal a prote'er entonces se dice #e el recubrimiento tiene car ácter anódico,
o sea el rec#rimiento es el (nodo en el par 'al$(nico "ormado.
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El rec#rimento se o%idar( ) sore el metal de la pie?a oc#rrir( al'6n proceso de red#cci!n. Las propiedades protectoras dependen en menor 'rado de s# porosidad )a #e si se destr#)e el rec#rimiento se "orma #n micropar 'al$(nico donde el rec#rimiento se dis#el$e an!dicamente mientras #e la s#per"icie de la pie?a no se destr#)e #eda intacta por ser el c(todo del micropar. Este proceso no es m(s #e #n tipo de protecci!n cat!dica. Las me,ores propiedades protectoras se lo'ran con el rec#rimiento an!dico pero en el caso en #e la "ormaci!n de prod#ctos de la corrosi!n en la s#per"icie p#eda limitar o dismin#ir s# capacidad de traa,o se dee #tili?ar otro tipo de rec#rimiento protector.
Cl asi ficaci ón del osRecubri mi ent osMet ál i cossegunsuf unci ón.
Se clasi"ican en: Rec#rimientos Protectores Rec#rimientos Decorati$os-Protectores Rec#rimientos 5#ncionales o Especiales Rec#rimientos Comp#estos /BCompositesB0 Rec#rimientos 8#lticapas. • • • • •
Rec#rimientos Protectores. El o,eti$o es prote'er las pie?as contra la corrosi!n del medio. Por el car(cter de s# protecci!n p#eden ser cat!dicos o an!dicos. Rec#rimientos con car(cter cat!dico en pie?as de acero son el Sn P Ni Cr ) s#s aleaciones n ) Cd /s!lo en determinadas condiciones0. • • •
Rec#rimientos Decorati$os-Protectores. Son #tili?ados c#ando se re#iere no s!lo dar #na protecci!n contra la corrosi!n sino adem(s #n acaado ele'ante ) est&tico a la pie?a. •
Rec#rimientos 5#ncionales o Especiales. Son #tili?ados c#ando se #ieren lo'rar determinadas propiedades #mico"sicas ) mec(nicas especiales sin las c#ales no ser$iran para la "#nci!n #e 3an sido desi'nadas. •
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Se #tili?an en pie?as o dispositi$os para comp#taci!n circ#itos impresos en dispositi$os semicond#ctores etc. Con estos rec#rimientos las pie?as ad#ieren o me,oran s# resistencia al des'aste s# resistencia a altas temperat#ras s#s propiedades !pticas ma'n&ticas semicond#ctoras de anti"ricci!n de soldailidad de ad3erencia a resinas lacas etc. ) propiedades protectoras contra la emisi!n de electrones etc.
Rec#rimientos Comp#estos /BCompositesB0. Constit#idos por #n dep!sito met(lico /Ni C# Cr 5e etc.0 #e contienen en s# interior partc#las dispersas de di(metro $ariale #e est(n atrapadas en el enre,ado cristalino. Estas partc#las p#eden ser de materiales no cond#ctores /nitr#ros or#ros corind!n caoln !%idos de Si etc.0 asi como cond#ctores /Ni Rane)0. Permiten #e la pie?a me,ore la d#re?a la resistencia al des'aste las propiedades anticorrosi$as etc. eneralmente se otienen depositando el metal a partir de #n ao 'al$(nico #e contiene las partc#las en s#spensi!n en #na proporci!n de 3asta * '9L. •
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Rec#rimientos 8#lticapas. •
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5ormados por $arias capas s#perp#estas de composici!n apropiada /capas con #no o $arios met(les0. 8e,ora las propiedades protectoras o la s#per"icie ad#iere n#e$as propiedades o me,ora las propiedades #mico-"sicas ) mec(nicas iniciales como s#cede con los llamados ni#elado d#ple% o triple con el Ni-Ni-Cr ) otros. •
La me,ora de las propiedades anticorrosi$as del Ni se dee a dos ca#sas di"erentes: dismin#ci!n de la porosidad total del dep!sito )a #e los poros de las di"erentes capas s#perp#estas no coinciden. el rec#rimiento intermedio de Ni tiene car(cter an!dico con respecto a la capa s#perior e in"erior /metal ase0. •
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La me,or cominaci!n de capas m6ltiples con relaci!n a s#s propiedades anticorrosi$as para "ines decorati$o-protectores es el rec#rimiento Ni-Cr-NiCr. •
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La capa intermedia de Cr act6a como #na arrera impidiendo la corrosi!n de la capa principal de Ni.
Se #tili?an ampliamente otras cominaciones de rec#rimientos con "ines decorati$o-protectores como por e,emplo el C#-Ni Ni-Cr C#-Ni-Cr etc. Uno # otro tipo de rec#rimiento p#ede ser #tili?ado con di"erentes "ines: el rec#rimiento Ni-Cr p#ede emplearse con "ines decorati$o-protectores para a#mentar la d#re?a s#per"icial. •
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Otro e,emplo a#n#e no es m#lticapa es el de Cd #e se p#ede #tili?ar contra la corrosi!n del medio para "ines especiales como es el monta,e compacto de pie?as acopladas.
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