Electrodiaposicion

A. INTRODUCCION

Se ha visto que en la manufactura del aluminio por electrolisis de una disolución del Al2O3 en Na3AlF6 fundida los ánodos de carbón se oxidan a CO2. El ánodo también se oxida cuando se utiliza cobre como tal y se electroliza una disolución acuosa. En lugar de oxidarse el agua, el cobre se disuelve para dar Cu2+. La reacción anódica es:

Ánodo Cu(s)  Cu2+ (ac) + 2e-

En una célula en la que el ánodo sea de cobre y el electrolito una disolución de sulfato de cobre (II), el cobre del ánodo se disuelve y, al mismo tiempo, se deposita cobre metálico en el cátodo. La reacción catódica es:

Cátodo Cu2+ (ac) + 2e-  Cu(s)

El cobre puede depositarse en forma de lámina sobre el cátodo durante la electrolisis. Otros metales se pueden depositar de modo análogo sobre un cátodo en procesos semejantes. Este procedimiento es denominado electrodeposición. El objeto que se va a recubrir constituye el cátodo de una célula electrónica en la que el ánodo es el metal que debe formar el recubrimiento.

B. MARCO TEORICO

1. Electrodeposición

a. Electrolisis.

En las valoraciones de oxidación-reducción, se utilizan especies iónicas como fuente de electrones o como aceptores de electrones.

Un método distinto de suministrar los electrones necesarios para las transformaciones químicas consiste en aplicar un voltaje exterior a electrodos químicamente inertes, sumergidos en la solución. Para lograr la transferencia de electrones, el potencial aplicado tiene que ser lo suficientemente grande para invertir el sentido de la reacción responsable de la aparición del potencial de la pila galvánica normal.

Las trasformaciones químicas inducidas de este modo se dice que son originadas por electrolisis. Las especies, iónicas o neutras, llegan a los electrodos por procesos de convección y de difusión y, además, al aplicar un potencial, los iones migran hacia el electrodo de signo opuesto a su carga. Así, si se aumenta gradualmente desde cero el potencial aplicado, en la inmediata vecindad de los electrodos se constituye una doble capa eléctrica de aniones y cationes. Simultáneamente con la formación de esta doble capa, se oxidan o se reducen en los electrodos pequeñas concentraciones de algunas impurezas.

Durante la electrolisis, se produce una oxidación del ánodo y una reducción en el cátodo. Las especies que se oxidan o se reducen en los electrodos son las que requieren una menor cantidad de energía para su transformación. La cantidad de energía necesaria para una especia dada depende de su concentración, de su potencial normal y de una variable conocida con el nombre de sobretensión.

b. Proceso Tecnológico

El ánodo y el cátodo de las celdas conectadas a un suministro externo de corriente continua - una batería o, más comúnmente, un rectificador. Ambos estarán sumergidos en un baño por una solución de sales del elemento químico que utilizamos para recubrir el objeto. El cátodo, artículo a recubrir, estará conectado al terminal negativo.

Mientras que el ánodo, conectado al terminal positivo, estará compuesto de dicho material para ir aportando iones a la solución a medida que se oxida sustituyendo a los que se están consumiendo en la reacción electroquímica.

Realizando un balance general se puede considerar que cuando se enciende la fuente de alimentación externa, el metal del ánodo se oxida a partir de un estado de valencia cero para formar cationes con carga positiva. Los cationes se reducen en el cátodo depositándose en el estado metálico, valencia cero. Por ejemplo, en una solución ácida, el cobre se oxida en el ánodo a Cu2+ perdiendo dos electrones. El Cu2+ asociado con el anión SO42- en la solución forma el sulfato de cobre. En el cátodo, el Cu2+ se reduce a cobre metálico al obtener dos electrones. El resultado es la transferencia efectiva de cobre de la fuente de ánodo a una película que recubre el cátodo.

El recubrimiento más

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