Electroplateado: Simulación y Análisis de la Electrodeposición de Metales | Exámenes de Electroquímica

Electroplateado

Hernández López D.1*. Santos Rivera D.2*. Serrano Sterling C.3*.

*Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Facultad de ciencias. Escuela de Ciencias

Química. Av. central del norte 39-115, Tunja-Colombia.

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1. Introducción

La galvanoplastia o electroplateado es el

proceso basado en el traslado de iones

metálicos desde un ánodo a un cátodo en un

medio líquido, compuesto fundamentalmente

por sales metálicas y ligeramente acidulado.

Desde el punto de vista de lafísica, es la

electrodeposición de un metal sobre una

superficie para mejorar sus características.

Con ello se consigue proporcionar dureza,

duración, o ambas.

El proceso puede resumirse en el traslado de

iones metálicos desde unánodo(carga

positiva) a uncátodo(carga negativa) en un

medio líquido (electrolito), compuesto

fundamentalmente por sales metálicas y

ligeramente acidulado. La deposición de los

iones metálicos sobre la superficie preparada

para recibirlos se efectúa siguiendo fielmente

los detalles que componen dicha superficie,

cohesionándose las moléculas al perder su

carga positiva y adhiriéndose fuertemente

entre ellas, formando así una superficie

metálica, con características correspondientes

al metal que la compone.

Este proceso, aplicado a una impresión (de

silicona), permite una fiel y exacta

reproducción de la superficie interior de dicha

impresión, en una capa metálica, dura y

consistente, que se corresponde

perfectamente con el positivo original de

donde se obtuvo la impresión. (Soldevilla,

2015)

Para evitar el dañe por corrosion de algunos

metales se puede utilizar un proceso

denominado Galvanización, el cual consiste

en:

1) Disolver en agua, ácido o una basesales

metálicas de plata, cobre, zinc o níquel

(ánodo)

2) Ponerle energía (eléctrica o calorífica).

3) Meter la pieza galvanizar (hierro)

Al introducir la pieza de hierro (que funciona

como cátodo) en la solución,el elemento

disuelto se le adhiere creando así una capa

protectora; ya que el zinc, cobre, níquel o

platafuncionan como un ánodo, por lo tanto

es atraído por el cátodo (hierro).

Sin embargo las sales no se disuelven

totalmente por lo que las empresas dedicadas

a este proceso deben de neutralizar dicha

solución, para evitar que al ser

desechadascontaminen y a las personas que

hacen este proceso les dan un equipo de

protección ya que estassustancias son muy

toxicas y al inhalarlas te puede provocar

desde malestar estomacal o vómito y/o

enfermedades a largo plazo como la

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Electroplateado

Hernández López D.^1 *. Santos Rivera D.^2 *. Serrano Sterling C.^3 _*. *Universidad Pedagógica y Tecnológica de Colombia. Facultad de ciencias. Escuela de Ciencias Química. Av. central del norte 39-115, Tunja-Colombia.

1. Introducción La galvanoplastia o electroplateado es el proceso basado en el traslado de iones metálicos desde un ánodo a un cátodo en un medio líquido, compuesto fundamentalmente por sales metálicas y ligeramente acidulado. Desde el punto de vista de la física, es la electrodeposición de un metal sobre una superficie para mejorar sus características. Con ello se consigue proporcionar dureza, duración, o ambas. El proceso puede resumirse en el traslado de iones metálicos desde un ánodo (carga positiva) a un cátodo (carga negativa) en un medio líquido (electrolito), compuesto fundamentalmente por sales metálicas y ligeramente acidulado. La deposición de los iones metálicos sobre la superficie preparada para recibirlos se efectúa siguiendo fielmente los detalles que componen dicha superficie, cohesionándose las moléculas al perder su carga positiva y adhiriéndose fuertemente entre ellas, formando así una superficie metálica, con características correspondientes al metal que la compone. Este proceso, aplicado a una impresión (de silicona), permite una fiel y exacta reproducción de la superficie interior de dicha impresión, en una capa metálica, dura y consistente, que se corresponde perfectamente con el positivo original de donde se obtuvo la impresión. (Soldevilla,

Para evitar el dañe por corrosion de algunos metales se puede utilizar un proceso denominado Galvanización, el cual consiste en:

Disolver en agua, ácido o una base sales metálicas de plata, cobre, zinc o níquel (ánodo)
Ponerle energía (eléctrica o calorífica).
Meter la pieza galvanizar (hierro) Al introducir la pieza de hierro (que funciona como cátodo) en la solución, el elemento disuelto se le adhiere creando así una capa protectora; ya que el zinc, cobre, níquel o plata funcionan como un ánodo, por lo tanto es atraído por el cátodo (hierro). Sin embargo las sales no se disuelven totalmente por lo que las empresas dedicadas a este proceso deben de neutralizar dicha solución, para evitar que al ser desechadas contaminen y a las personas que hacen este proceso les dan un equipo de protección ya que estas sustancias son muy toxicas y al inhalarlas te puede provocar desde malestar estomacal o vómito y/o enfermedades a largo plazo como la

acumulación de estos metales pesados en el pulmón y provocando así Cáncer.

2. Metodología Para el desarrollo de la simulación de electroplatinado (electrolisis) se empleó el programa Yenka®. En el programa nos proporcionan instrucciones para un experimento sencillo de deposición de algunos metales (plata, plomo y cobre) sobre un objeto cotidiano que actuaba como electrodo, el material del objeto puede ser de hierro, cobre y plomo. La celda consta de un Cátodo, que puede variar su composición entre hierro, cobre y plomo, y un ánodo que igualmente puede variar su composición entre plata, hierro, plomo, cobre y carbono. La solución electrolítica también varía de composición entre nitrato de plata, nitrato de plomo y sulfato de cobre. Debido a la gran variedad de condiciones que se pueden plantear, el experimento se divide en 3 secciones donde la única constante es el electrolito a usar 3. Resultados y discusión En todo proceso que se llevó a cabo se a cabo una reacción de óxido-reducción, salvo por excepciones mencionadas más adelante. Este proceso se puede describir de forma general como:

M 1

+ M 2

+¿ → M (^) 1 +^ ¿+^ M^20 ¿^ ¿ Donde M 1 representa el metal del cual está hecho el ánodo y M 2 es el ion que hace parte de la solución electrolítica Figura 1. Inicio del experimento. El proceso general se muestra en la figura 1 y figura 2, donde al iniciar se observó datos como la masa y composición de ambos electrodos. Figura 2. Observación al final del experimento Luego de cierto tiempo, el ánodo perdía masa y el cátodo la ganaba. En los casos donde ocurría la reacción el metal que se depositaba era el que se encontraba en solución, ya sea plata, plomo o cobre. Mientras que el metal del ánodo pasaba a su forma catiónica y se diluía en la solución.

- Electroplatinado en Nitrato de plata AgNO 3 En la siguiente tabla se tienen las observaciones del electroplatinado en nitrato

de cobre sobre el electrodo de hierro. de cobre sobre el electrodo de plomo. Cobre Se dio la deposición de cobre sobre el electrodo de hierro. Se dio la deposición de cobre sobre el electrodo de plomo. Se dio la deposición de cobre sobre el electrodo de cobre. Carbón Se dio la deposición de cobre sobre el electrodo de hierro. Se dio la deposición de cobre sobre el electrodo de plomo. Se dio la deposición de cobre sobre el electrodo de cobre. Como se puede observar en las tablas la gran mayoría de casos se dio el proceso de electroplatinado. También es evidente que existieron casos donde no se registró la deposición, en estas ocasiones el simulador mostro que el potencial de celda era positivo cuando, o sea un proceso espontaneo, por lo general, en casos de electrolisis los potenciales son negativos, o sea un proceso no espontáneo. El ser no espontaneo es la razón de aplicar electricidad, pero si una celda con un proceso espontaneo se le aplica electricidad no ocurrirá una descomposición del ánodo. También se observaron casos donde durante la deposición, cuando ion plata se agotaba, el ánodo perdía masa más rápido ya que lo cationes de este comenzaban a depositarse sobre el cátodo.

4. Cálculos y preguntas ¿Qué ventajas tiene el recubrimiento de la cuchara con plata? A. la cuchara es brillante B. La cuchara es menos reactiva C. La cuchara sabe mejor R/ B. La cuchara es menos reactiva. Esto es debido a que el metal de la que está hecha la cuchara puede presentar más interacciones indeseables y el recubrimiento es de un metal más noble, o sea que sus interacciones son mínimas, evitando su degradación lo que provocaría contaminación de alimentos y poca durabilidad del utensilio. 5. Conclusiones La simulación del electroplatinado se llevó a cabo de una forma adecuada, con una gran variabilidad donde se observó casos no se llevó a cabo el proceso para de esta forma analizar la razón de esto. Además de obtener datos detallados del proceso y analizar su influencia durante el proceso de electroplatinado.

Bibliografía (Soldevilla, 2015: , (Soldevilla, 2015),

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