En 1799 Alessandro Giussepe Volta, demostró que para producir electricidad se necesitaban un par de metales conectados a un material húmedo. En base a este pensamiento construyó la primera pila eléctrica, la cual consistía en un apilamiento de discos de cobre (Cu) y Zinc (Zn) alternados, aislados entre si por discos de cartones embebidos de agua salada, y uniendo el último disco (Zn) con el primero (Cu) mediante un alambre o barre metálica, verificó el paso de corriente a través de la misma. Pese a ser el primer generador químico de corriente, presentaba el defecto de que la intensidad de la corriente disminuía con rapidez.
Pila de Daniell
El problema de la pila de Volta fue solucionado por J. F. Daniell en el año 1836, ya que construyó una pila de cobre y zinc que superaba tales inconvenientes.
La pila de Daniell se construye con dos recipientes llamados semiseldas. En una se coloca una situación acuasa 1 molar de sulfato de zinc, en contacto con una barra de zinc metálico. En la otra se vierte una solución acuosa 1 molar de sulfato de cobre II, en contacto con una barra de cobre metálico. Las barras se ubican dentro de las soluciones, quedando una parte sin sumergir, a la cual se le conecta un alambre conductor metálico para hacer la conexión externa con la otra barra (electrodo). En los electrodos se producen las hemirreacciones de oxidación o de reducción durante las cuales los electrones transferidos son transportados por el alambre de metal de un electrodo al otro (circuito externo).
La conexión electroliza, que permite completar o cerrar el circuito, entre las semiseldas, se baja mediante un puente salino, que es un tubo en forma de U con tapones porosos en sus extremos y con una solución de cloruro de potasio concentrado en su interior.
Reacciones químicas que ocurren dentro de una pila.
Los átomos de zinc de la varilla se convierten en iones Zn++ que pasan a disolución cediendo sus electrones a la varilla de zinc, la cual se convierte en el electrodo negativo.
Los electrones liberados pasan desde la varilla de zinc, a travez del circuito exterior, hasta la varilla de cobre, donde los iones de cobre de la disolución disociada (Cu++) en contacto con la misma captan los electrones cedidos por el zinc; por consiguiente, la barra de cobre hará de polo positivo.
Zn Zn++ + 2e-
Cu++ + 2e- Cu
Por esta razón, la barra de zinc se va gastando y lo iones Zn++ pasan a través del puente salino hacia el otro recipiente, mientras que los electrones pasan del polo negativo al polo positivo por el circuito exterior.
El paso de átomos de cinc del electrodo a la solución en forma de cationes Zn++, produce la oxidación del Zinc. Este electrodo se denomina ánodo.
Los electrones que libera el zinc, se transportan a través del alambre conductor hasta el otro electrodo. En esta semicelda hay cationes Cu++, provenientes de la disociación del CuSO4 que esta en solucion acuosa.
ZnSO4 Zn++ + SO4=
CuSO4 Cu++ + SO4=
A partir de los electrones que provienen del Zinc se produce la reducción del cobre. Así, se obtiene cobre metálico que se deposita sobre la superficie del electrodo de cobre, el cual se denomino cátodo y es en donde se produce la reducción.
El transporte de electrones se produce porque entre ambos electrodos hay una diferencia de potencial que se puede medir con un voltímetro.
Además de las características mencionadas anteriormente del puente salino, podemos decir que los tapones porosos permiten el paso selectivo de diversas partículas.
Como en la semicenda de zinc del electrodo pasaron a la solucion en forma de cationes Zn++, los aniones del Cl- del puente salino, compensaron ese exceso.
En el caso del cobre, hay defecto de cargas positivas porque los cationes cobre, se redujeron a cobre metalico. Ese defecto es compensado por los cationes K+ del puente salino.
Podemos decir entonces que el puente salino permite que en cada semicelda, la solucion acuosa siga siendo eléctricamente neutra mientras ocurre la reaccion quimica.
En la pila daniell los datos del potencial de los electrodos son los siguientes:
Ag+ (ac) + 2e- Ag(s) +0,88
Cu+2(ac) + 2e Cu(c) +0,34
Fe+2(ac) + 2e- Fe(s) -0,44
Zn+2(ac) + 2e- Zn(s) -0,76
Pila Seca
Esta formada por un recipiente de cinc, en el cual se introduce una barra de grafito, cubierta por una pasta compuesta por:
Dióxido de manganeso (MnO2)
Cloruro de cinc (ZnCl2)
Cloruro de amonio (NH4Cl)
Estos tres elementos se encuentran mezclados con agua, ya que esta posibilita la formación de a pasta.
La barra de grafito actúa como electrodo positivo y la cubierta de cinc como electrodo negativo. El cinc se disocia cediendo 2 electrones
Zn Zn++ + 2e-
Los electrones son absorbidos por los iones de amoniaco de la pasta:
2NH4+ + 2e- 2NH3 + H2
El hidrogeno tiende a acumularse alrededor de la barra de gradito, reduciendo el voltaje de la pila.( fenómeno conocido como dolarización).
Para evitarlo en la pasta se incluye el MnO2 ya que este neutraliza la tendencia del hidrogeno a acumularse alrededor del grafito reaccionando con el y formando agua.
OTRO TIPO DE PILA
Pila alcalina
Similar a la pila comun (anodo de cinc, catodo de dioxido de manganeso), pero difiere en que el electrolito es hidroxido de potasio (KOH), lo que otorga mayor duración que la pila común, ya que la concentración del Ion hidróxido (OH)- se mantiene constante.
No es recargable, y su voltaje es de 1,5V. Se emplea en radios grabadores y reproductores de audio portátiles.
La reacción producida en esta pila es:
Anodo(-): Zn Zn+2 + 2e-
Catodo(+): 2MnO2 + H2O + 2e- Mn2O3+ 2OH-
Pila recargable
Tienen un ánodo de cadmio y un cátodo de oxido de níquel, en forma de lamina, Proveen una diferencia de potencial de 1,4V. Se las puede recargar con una fuente externa que produzca la misma diferencia de potencial para que ocurran las reacciones inversas.
En el anodo la reaccion es: Cd Cd+2 + 2e-
En el catodo la reaccion es: Ni2O3 + 3H2O + 2e- 2Ni+2 + HO –
Pila De litio
Son de mucha duracion. El anodo es de litio y el catodo es de sulfuro de titanio.
Las reacciones que ocurren son:
Anodo: Li Li+ + e-
Catodo: TiS2 + e- TiS2
ACUMULADORES
Los acumuladores o baterías eléctricas, son las pilas reversibles que realiza la transformación inversa, producen energía eléctrica mediante la energía química liberada en los electrodos. Se carga absorbiendo energía eléctrica que almacena y transforma en energía química.
La absorción de varias pilas puede hacerse uniendo el polo positivo de una con el polo negativo de la otra, y así sucesivamente.
Esta asociación es una conexión en serie. Cuando se asocian reuniendo todos los polos positivos en uno solo y los negativos en otro, la asociación es en batería o paralelo.
TIPOS DE ACUMULADORES
Bateria de litio
Es de larga vida y recargable. En lugar de un electrolito húmedo, se emplea como conexión entre los electrodos un polímetro solido, que permite el paso de iones, pero no de electrones. El ánodo es de litio y el cátodo de sulfuro de titano. Su potencial es aproximadamente de 3v. por su escaso peso y su larga duración esta clase se utiliza en aparatos biomédicos.
La reacción que se produce en esta batería es:
Anodo: Li Li+ + e-
Catodo: Ti+4 + e- Ti+3
Bateria de mercurio
Es de larga vida. No recargable y muy contaminante para el ambiente. Al igual que la pila común, su ánodo es de cinc amalgamado con mercurio. Su cátodo es de acero inoxidable. Como electrolito se utiliza una mezcla de oxido de zinc y oxido de mercurio, en medio básico. Su potencial es de 1,35v
La reacción que se produce es: Zn(s) + HgO(s) ZnO(s) + Hg(l)
Ánodo (-): Zn(s) + 2OH- ZnO(s) + H2O + 2e-
Cátodo (+): HgO(s) + H2O + 2e- Hg(l) + 2OH-
Acumulador de plomo
En el acumulador de plomo los electrodos de plomo y bióxido de plomo se encuentran sumergidos en una solución acuosa de acido sulfúrico.
Al funcionar el acumulador suceden las siguientes reacciones
Ánodo: Pb + HSO4- PbSO4 + H+ + 2e-
Cátodo: PbO2 + HSO4- + 3H+ + 2e- PbSO4 + 2H2O
_________________________________________________
Total: Pb + 2HSO4- + 2H+ + PbO2 2PbSO4 + 2H2O
Durante el funcionamiento los electrodos de Pb y de PbO2 van desapareciendo y la concentración de H2SO4 disminuye.
Es posible determinar cuando un acumulador esta cargado midiendo la intensidad de la solución acida. Cuando esta cargado es mayor que cuando no lo esta.
Para cargar un acumulador que se ha descargado, se hace pasar una corriente eléctrica, produciéndose en los electrodos reacciones inversas a las descriptas anteriormente.
El acumulador descripto proporciona una fuerza electromotriz de 2v, industrialmente para aumentar esta fuerza se emplean varias placas Intercolocadas conectados a un solo terminal positivo y a otro negativo
Para evitar un contacto entre placas se coloca entre ellas, separadores de goma, madera o plástico, este conjunto se ubica dentro de una caja de plástico en donde se encuentra la solución acuosa de acido sulfúrico.
Baterias de combustible
Es una pila basada en la oxidación de H2. la reaccion que se produce es:
2H2(g) + O2(g) 2H2O(l)
Anodo (-): 2H2(g) + 4OH- 4H2O(l) + 4e-
Catodo (+): O2(g) + 2H2O(l) +4e- 4OH-
Esta reaccion es espontanea y produce gran cantidad de energia, lo cual puede aprovecharce (si los electrodos se conectan a una toma de corriente) de manera muy eficiente, como electricidad. No genera contaminación ambiental.
ELECTROLISIS Y PRODUCTOS ELECTROLITICOS
Mediante el suministro de energía eléctrica se logra revertir la reacción redox que ocurre espontáneamente dentro de una pila, proceso conocido como electrolisis. En este proceso, la energía eléctrica se trasforma en energía química debido a que el pasaje de corriente eléctrica produce una reacción redox.
Una electrolisis se puede realizar en una cuba electrolítica, en la que se coloca un electrolito (sustancia o solución a trabes de la cual se hace pasar la corriente). También es necesario una fuente de corriente continua (pila o batería). Para que se arme correctamente el dispositivo debe haber dos electrodos inertes (grafito o platino). Estos tienen que estar sumergidos en el electrolito y conectados a la fuente de corriente. En caso de usar un electrolito de NaCl en estado liquido, dentro del recipiente habra cationes de sodio y aniones cloruro.
Cuando conectamos los electrodos a la fuente de corriente se produce diferencia de potencial entre los mismos. Los iones migran hacia los electrodos y se dirigen al que tenga carga eléctrica contraria a la suya. Así, los cationes migran hacia el electrodo negativo y los aniones migran al positivo. De esta manera cátodo es el electrodo (-)y ánodo el (+). La corriente se mantiene continua gracias a los conductores externos de la cuba, que llevan los e- del ánodo al cátodo manteniendo la circulación.
PRODUCTOS ELECTROLITICOS
Obtención del cobre
Sabemos que la electrolisis se puede usar para obtener un depósito que actúe como cobertura protectora de la superficie de objetos de metales fácilmente oxidables. En este caso, el cátodo es el objeto que se quiere proteger y el ánodo es una barra del metal elegido para protegerlo, con el mismo fundamento, se puede realizar recubrimientos superficiales generalmente con fines ornamentales (para hacer dorados o plateados) oro y plata. El cátodo es la pieza a decorar y el ánodo es el metal con la que se lo quiere cubrir.
La electrolisis también aprovecha para purificar algunos metales.
En el caso del cobre el procedimiento empleado para obtenerlo en la industria depende de los tipos de mineral de donde procede. Estos pueden ser oxidados o sulfurados. En el caso de que aquel mineral sea sulfurado el proceso se denomina flotación, este tiene como resultado cobre impuro con poca capacidad conductiva, por lo que es necesario purificarlo
El proceso de purificación o refinación del cobre es realizado por vía electrolítica.
Esta electrolisis, para realizarse necesita del cobre que se desea refinar, el cual será empleado en forma de barras que funcionan como ánodo. Como cátodo se utilizan láminas de cobre puro, y como electrolito una solución de sulfato de cobre II.
Cuando comienza a circular la corriente eléctrica se produce el adelgazamiento de las barras de cobre impuro, el cual pasa a la solución como catión Cu+2 migran hacia el cátodo y allí se depositan como cobre metálico sobre las laminas de cobre puro.
La reacción que ocurre es:
Ánodo: Cu Cu+2 + 2e-
Cátodo: Cu+2 + 2e- Cu
Otros iones que forman parte de las impurezas (Zn+2 y Fe+2) no se reducen y permanecen en la disolución. Algunos metales (oro, plata, platino) que también forman parte de las impurezas se depositan en el fondo de la cuba electrolítica.
e-
CuSo4
Ánodo (cobre impuro) Cátodo ( cobre puro)
Al hacer la pasar la corriente por el sistema, el cobre metalico del ánodo, pasa a la solución como Cu+2 y precipita como cobre metálico en el cátodo, al igual que los cationes Cu+2 de la solución.
El zinc y el hiero contenido en el anodo pasan a la solución como Fe+2 y Zn+2 y reaccionan con los aniones libres de sulfato, (SO4=), formando FeSO4 y ZnSO4 en cuanto a los otros componentes del anodo (plata, oro y platino) se depositan en el fondo del recipiente como metales preciosos y pueden ser aprovechados.
Obtencion del aluminio
Si bien el aluminio es muy abundante en la naturaleza no se lo encuentra aislado, sino combinado, formando óxidos y sales, a causa de esto fue necesario desarrollar algún método para obtener lo puro a escala industrial. Este método se conoce como hall-goroult, el cual consiste en una electrolisis.
Para este proceso se parte de la bauxita, la cual se lava, purifica y seca para obtener aluminio de alta pureza. La alumina es mezclada con un alto compuesto llamado criolita (Na3AlF6) y además con otros compuestos como fluoruro de aluminio o fluoruro de calcio. Esta mezcla fundida es el buen electrolito.
La mezcla se coloca dentro de la cuba electrolítica, que tienen tamaño industrial. En cuanto a los electrodos, los ánodos son de carbón con coque calcinado y los cátodos consisten en armazones de grafito incrustados en barras de acero, para poder realizar allí la conexión eléctrica. Durante el proceso, el aluminio se obtiene en el cátodo.
La corriente eléctrica continua circula desde el anodo hacia el cátodo. Al atravesar el electrolito, la corriente descompone la alumina disuelta en aluminio metalico y oxigeno. El oxigeno generado, al producirse la electrolisis reacciono con los ánodos produciendo CO2. Por lo tanto, estos de consumen y es necesario combinarlos luego de un tiempo de uso.
La reacción que se produce es:
2Al2O3 4Al(l) + 3O2
C0(s) CO2
2Al2O3(s) + 3C(s) 3CO2(g) + 4Al(l)
El aluminio se reduce y se obtiene como precipitado o deposito en el fondo de la cuba electrolítica. De allí de lo extrae con bombas.
GALVANOTECNIA
proceso electroquímico por el cual se deposita una capa fina de metal sobre una base generalmente metálica. Los objetos se galvanizan para evitar la corrosión, para obtener una superficie dura o un acabado atractivo, para purificar metales (como en la refinación electrolítica del cobre), para separar metales para el análisis cuantitativo o como es el caso de la electrotipia, para reproducir un molde. Los metales que se utilizan normalmente en galvanotecnia son: cadmio, cromo, cobre, oro, níquel, plata y estaño. Las cuberterías plateadas, los accesorios cromados de automóvil y los recipientes de comida estañados son productos típicos de galvanotecnia. En este proceso, el objeto que va a ser cubierto se coloca en una disolución (baño) de una sal del metal recubridor, y se conecta a un terminal negativo de una fuente de electricidad externa. Otro conductor, compuesto a menudo por el metal recubridor, se conecta al terminal positivo de la fuente de electricidad. Para el proceso es necesaria una corriente continua de bajo voltaje, normalmente de 1 a 6 V. Cuando se pasa la corriente a través de la disolución, los átomos del metal recubridor se depositan en el cátodo o electrodo negativo. Esos átomos son sustituidos en el baño por los del ánodo (electrodo positivo), si está compuesto por el mismo metal, como es el caso del cobre y la plata. Si no es así, se sustituyen añadiendo al baño periódicamente la sal correspondiente, como ocurre con el oro y el cromo. En cualquier caso, se mantiene un equilibrio entre el metal que sale y el metal que entra en la disolución hasta que el objeto está galvanizado. Los materiales no conductores pueden ser galvanizados si se cubren antes con un material conductor como el grafito. La cera o los diseños de plástico para la electrotipia, y las matrices de los discos fonográficos se recubren de esta manera. Para asegurar una cohesión estrecha entre el objeto a ser recubierto y el material recubridor, hay que limpiar el objeto a fondo, ya sea sumergiéndolo en una disolución ácida o cáustica, o bien utilizándolo como ánodo en un baño limpiador durante un instante. Para eliminar irregularidades en las depresiones de la placa y asegurar que la textura de su superficie es de buena calidad y propicia para el refinado, hay que controlar cuidadosamente la densidad de la intensidad de corriente (amperios por metro cuadrado de superficie de cátodo) y la temperatura. Con frecuencia se añaden al baño ciertos coloides o compuestos especiales para mejorar la uniformidad de la superficie de la placa. Algunos metales, en concreto el cromo, tienen poco poder desprendedor, es decir, tienden a recubrir excesivamente las protuberancias y dejan las grietas del ánodo completamente desnudas
Cromado electrolítico
Debido a las dificultades de la metalurgia de cromo cuando es necesario aplicarlo se emplean básicamente dos procedimiento, sputering y recubrimiento electrolítico. El recubrimiento electrolítico con cromo es extensivamente usado en la industria para proteger metales de la corrosión y mejorar su aspecto. También se emplea para restaurar piezas metálicas o conseguir superficies muy duraderas y con bajo coeficiente de rozamiento (cromo duro). El llamado cromo duro son depósitos electrolíticos de espesores relativamente grandes ( 0,1 mm) que se depositan en piezas que deben soportar grandes esfuerzos de desgaste. Se realizan este tipo de depósitos especialmente en asientos de válvulas, cojinetes cigüeñales ejes de pistones hidráulicos y en general en lugares donde se requiera bastante precisión. El cromo duro se emplea especialmente en el rectificado de motores de explosión. Generalmente la capa de cromo depositada no es totalmente uniforme por lo cual se da espesor mayor del necesario y después se rectifican las piezas para conseguir las dimensiones y acabado adecuadas. El cromo brillante o decorativo son finas capas de cromo que se depositan sobre cobre o níquel para mejorar el aspecto de algunos objetos. Para conseguir un baño electrolítico de cromo se disuelve ácido crómico en agua en una proporción de 300 gramos por litro y se añade 2 gramos por litro de ácido sulfúrico. Se emplea como ánodo un electrodo de plomo o grafito. El plomo sirve como ánodo porque se forma una placa de oxido de plomo que es conductor pero que impide que se siga corroyendo por oxidación anódica. Al contrario que en otros baños como los del níquel el cromo que se deposita en el cátodo procede del ácido crómico disuelto y no del ánodo, por lo que poco a poco se va empobreciendo en cromo la solución. Con el uso el cromo se va agotando y hay que reponerlo añadiendo mas ácido crómico. El ácido crómico se descompone por la corriente eléctrica en cromo metálico que se deposita en el cátodo y oxígeno que se desprende en el ánodo. El ácido crómico (en realidad es un anhídrido soluble en agua) contiene aproximadamente un 50% en cromo metálico, esto significa que para que un litro de baño pierda solo un 10 % de concentración tienen que haberse depositado 15 gramos de cromo. Lo cual equivale a recubrir una superficie de aproximadamente dos metros cuadrado con una capa de cromo de 1 micras, mas que suficiente para efectos decorativos.
Anodos: Los ánodos se fabrican en plomo o mejor en una aleación de plomo-antimonio. También se pueden realizar en grafito. Es conveniente aunque no imprescindible que el ánodo tenga al menos diez veces mas superficie que la de la pieza a recubrir, Para el recubrimiento en cromo duro, cuanto mas cerca este el ánodo del cátodo mas uniforme es la distribución del cromo. En ese caso se recomienda que ambos estén separados entre 2 y 3 cm. Un ánodo que este trabajando bien debe tener un color grisáceo de oxido de plomo. Si el ánodo tiene un color amarillento es que se ha formado una capa de cromato de plomo debido a que hay poca densidad de corriente. Conviene sacar los ánodos del electrolito cuando no este en operación.
Corriente: Para la electrólisis del cromo es conveniente emplear corriente continua filtrada. No es conveniente emplear corriente rectificada de media onda sin filtrar ya que el los momentos en que la tensión es nula el ácido crómico ataca al cromo pasivandolo. Al pasivarse aumenta la resistencia eléctrica del cromo y se disminuye la adherencia de las capas subsiguientes. De igual manera no se deben dejar las piezas a cromar inmersas en el electrolito sin corriente y cuando se sumerjan por primera vez deberán llevar la corriente conectada.
Anodizado
el proceso de anodizado consiste en obtener de manera artificial películas de oxido de mucho mas espesor y con mejores características de protección que las capas naturales, estas se obtienen mediante procesos químicos y electrolíticos. Artificialmente se pueden obtener películas en las que el espesor es de 25/30 micrones en el tratamiento de protección o decoración y de casi 100 micrones con el procedimiento de endurecimiento superficial (Anodizado Duro). El proceso de anodizado consiste en formar artificialmente una capa de oxido de aluminio en la superficie del metal, este procedimiento llevado a cabo en un medio sulfúrico produce la oxidación del material desde la superficie hacia el interior, como dijimos anteriormente el material que produce la oxidación, es oxido de aluminio, muy característico por su excelente resistencia a los agentes químicos, dureza, baja conductividad eléctrica y estructura molecular porosa, esta ultima junto con las anteriores, es la que nos permite darle una excelente terminación, características que la hacen adecuada y valiosa a la hora de elegir un medio de protección para este elemento La delgada capa anódica aumenta, en forma notable, la dureza y la resistencia natural del metal a la acción agresiva y corrosiva de los agentes atmosféricos, conservando inalterable por muchos años el brillo y la vistosidad inherentes al alumino. Su aplicación es recomendable en todas las circunstancias, no importando cuan modesta parezca la aplicación. El anodizado es un tratamiento electroquímico que permite aprovechar una propiedad que el aluminio ya tiene. Luego del proceso de conformado plástico del perfil, este se oxida en contacto con el aire y forma una capa de décimas de micrones, que no es una capa dura, ni uniforme debido a su delgadez. El anodizado consiste en someter al aluminio o sus aleaciones a un tratamiento electrolítico, con el propósito de obtener una capa superficial de óxido de aluminio, (alúmina), de espesor superior al que el aluminio adquiere naturalmente, con propiedades particulares diferentes del metal base.
Galvanizado
es el proceso electroquímico por el cual se puede cubrir un metal con otro. Se denomina galvanización pues este proceso se desarrolló a partir del trabajo de Luigi Galvani, quien descubrió en sus experimentos que si se pone en contacto un metal con una pata cercenada a una rana, ésta se contrae como si estuviese viva, luego descubrió que cada metal presentaba un grado diferente de reacción en la pata de rana, por lo tanto cada metal tiene una carga eléctrica diferente. Más tarde ordenó los metales según su carga y descubrió que puede recubrirse un metal con otro, aprovechando esta cualidad (siempre depositando un metal de carga mayor sobre uno de carga menor). De su descubrimiento se desarrolló más tarde el galvanizado, la galvanotecnia, y luego la galvanoplastia. La función del galvanizado es proteger la superficie del metal sobre el cual se realiza el proceso. El galvanizado más común consiste en depositar una capa de zinc (Zn) sobre hierro (Fe); ya que, al ser el zinc más oxidable que el hierro y generar un óxido estable, protege al hierro de la oxidación al exponerse al oxígeno del aire. Otros procesos de galvanizado muy utilizados son los que se refieren a piezas decorativas. Se recubren estas piezas con fines principalmente decorativos, la hebillas, botones, llaveros, artículos de escritorio y un sinfín de productos son bañados en cobre, níquel, plata, oro, bronce, cromo, estaño, etc.. En el caso de la bisutería se utilizan baños de oro (generalmente de 18 a 21 quilates). También se recubren joyas en metales más escasos como platino y rodio.
En los procesos de galvanizado se utilizan los siguientes elementos:
Fuente de alimentación: es un transformador que baja el voltaje de 380 V, 220 V ó 110 V a tensiones menores (de 0,1 a 12 V). Además, estos equipos poseen semiconductores (placas de selenio, diodos y últimamente tiristores) que transforman la corriente alterna, en corriente continua, que es la que se utiliza para estos procesos. Esta fuente debe tener en lo posible un sistema de regulación de voltaje, puesto que cada proceso tiene un rango de tensión en el que el resultado es óptimo.
Ánodos: son placas de metal muy puro, puesto que la mayoría de los procesos no resisten las contaminaciones: níquel 99,997 %; cobre 99,95 %; zinc 99,98 %. Cuando un ion entrega su átomo de metal en el cátodo, inmediatamente otro lo reemplaza desprendiéndose del ánodo y viajando hacia el cátodo. Por lo que la principal materia prima que se consume en un proceso de galvanizado es el ánodo.
Cincado
El cincado es un recubrimiento de cinc que se efectúa a los metales para protegerles de la oxidación y corrosión. Este recubrimiento superficial a su vez mejora el aspecto visual de la pieza. El cincado blanco consiste en la preparación química de la pieza con desengrase y decapado pasando los diferentes baños de cincado (ácidos, alcalinos o exentos) y después un baño electrolítico en el que se consigue un espesor de cubrimiento medio de 10-12 micras. Para una mayor protección anticorrosión del material, se aplica un cromatizado que determina además el aspecto final de la pieza, pudiendo ser blanco, amarillo o verde dependiendo de la protección y matiz que queramos obtener. El cinc protege a los metales por dos razones. Primera cuando expuestos al aire, los átomos del cinc reaccionan con las moléculas del aire formando una fina capa protectora que evita la ulterior corrosión. Segunda, los átomos del cinc reaccionan más fácilmente con sustancias tales como el oxígeno que podrían corroer el metal.
El cincado normal es plateado brillante y tiene buena resistencia a la corrosión para su uso en interiores.
El cincado negro es negro brillante y en este caso su resistencia es doble a la del cincado normal. Es muy utilizado en la carpintería metálica.
El cincado bicromatado es de un color amarillo. Su resistencia a la corrosión es tres veces superior.
El cincado verde oliva: fácilmente distinguible por su color, su resistencia es dos veces superior al cincado normal y es muy utilizado en la carpintería.
El cincado se efectúa por medio de un proceso electrolítico puliendo las partes metálicas y sumergiéndolas en un baño de cinc líquido, consiguiendo un galvanizado, por absorción de polvo de cinc en un horno adecuado (sheradización), o por pulverización a presión (metalización)
Existe el cincado ácido y el alcalino, habiéndose producido un aumento significativo en la aplicación del primero por motivos ambientales, ya que en el cincado ácido no se emplean compuestos cianurados. Ambos procesos son similares y difieren solo en la ausencia de compuestos cianurados en la variante ácida, cuya desventaja operativa es que requiere de un control mucho más riguroso en cuanto a composición y pureza que representa un obstáculo importante para una mayor difusión de este proceso.
Según sea el tamaño de las piezas se emplean diversos métodos de cincado, para las piezas pequeñas se utilizan tambores rotativos y se tratan a granel. El cincado en bastidor se aplica cuando la pieza a tratar es de un tamaño considerable, y queremos evitar rozamientos en la superficie del material. La pieza es colgada en bastidores adaptados a su geometría, se limpia su superficie para asegurar una buena deposición del metal, y se somete a un proceso electrolítico de recubrimiento en medio básico exento en cianuros, con el que se obtiene muy buena distribución del recubrimiento y las piezas grandes se sujetan en bastidores y se sumergen en los baños de cincado.
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CuSo4
