Practica 7. recubrimientos electroliticos

 Objetivo:

Que el alumno compruebe de manera experimental las leyes de Faraday en las celdas electrolíticas como también aplicar dichas leyes para el cálculo de la masa de depositada electrolíticamente en los procesos indicados. También que el alumno conozca los procesos de recubrimiento electrolítico (Cobrizado y niquelado), además de identificar todos los elementos que conforman una celda electrolítica.

Introducción:

Los procesos de recubrimientos electrolíticos o químicos consisten en depositar por vía electroquímica finas capas de metal sobre la superficie de una pieza sumergida en una solución de iones metálicos o electrolito. En este proceso se usan productos químicos relativamente puros, sales y metales, de forma que durante la operación se depositan completamente los metales empleados sobre las piezas.

Se denomina celda electrolítica al dispositivo utilizado para la descomposición mediante corriente eléctrica de sustancias ionizadas denominadas electrolitos.[pic 1]

Los electrolitos pueden ser ácidos, bases o sales. 

Al proceso de disociación o descomposición realizado en la celda electrolítica se le llama electrólisis.

En la electrólisis se pueden distinguir tres fases:

• Ionización - Es una fase previa antes de la aplicación de la corriente y para efectuar la sustancia a descomponer ha de estar ionizada, lo que se consigue disolviéndola o fundiéndola.
• Orientación - En esta fase, una vez aplicada la corriente los iones se dirigen, según su carga eléctrica, hacia los polos (+) ó (-) correspondiente
• Descarga - Los iones negativos o aniones ceden electrones al ánodo (-) y los iones positivos o cationes toman electrones del cátodo (+).

Para que los iones tengan bastante movilidad, la electrólisis se suele llevar a cabo en disolución o en sales. Salvo en casos como la síntesis directa del hipoclorito sódico los electrodos se separan por un diafragma para evitar la reacción de los productos formados.

Para la síntesis de la sosa también se ha empleado un cátodo de mercurio. Este disuelve el sodio metal en forma de amalgama y es separado así.

Desarrollo de la Práctica

• Limpieza de los electrodos

-Lije y lave perfectamente con detergente las piezas que va a cobrizar y a niquelar (barras de fierro proporcionadas). Séquelas al intemperie (sin hacer uso de la franela o papel)

• Cobrizado

-En un vaso de precipitado de 400 ml. Vierta aproximadamente 150 ml. de la solución de sulfato de cobre.

-Asegúrese de que los cables de color rojo y negro estén colocados en la fuente de alimentación correctamente.

-Use una balanza analítica para pesar el material que va a recubrir electrolíticamente (barra de fierro) y registre el pero en la tabla de resultados.

-Sujete la barra de cobre con el caimán del cable de color rojo (polo positivo o ánodo) y colóquelo sobre una superficie aislante (tabla de madera).

-Sujete el material (barra de fierro), que va a recubrir electrolíticamente con el caimán del cable de color negro (polo negativo o cátodo) y colóquelo sobre un material aislante.

-Sin llegar a juntar, introduzca las placas metálicas que ya conecto a los cables, en el vaso que contiene la solución de sulfato de cobre e inmediatamente suministre corriente moviendo las perillas que indican corriente y voltaje de tal manera que en el indicador de corriente aparezca la lectura de aproximadamente 0.8 A. (observe que haya un burbujeo en los electrodos que están dentro de la solución).

-A la vez que suministra corriente a la solución tome el tiempo de proceso, éste tiene que ser máximo 1 minuto.

-Cuando haya pasado el minuto de proceso, apague la fuente de alimentación, saque los electrodos de la solución y quite los electrodos de los caimanes. Seque en el horno el material que recubrió electrolíticamente y una vez que este seca la muestra, pésela y registre el peso en la tabla de resultados.

• Niquelado

-En un vaso de precipitado de 400 ml. Vierta aproximadamente 150 ml. de la solución de sulfato de níquel.

-Asegúrese de que los cables de color rojo y negro estén colocados en la fuente de alimentación correctamente.

-Use una balanza analítica para pesar el material que va a recubrir electrolíticamente (barra de fierro) y registre el pero en la tabla de resultados.

-Sujete la barra de níquel con el caimán del cable de color rojo (polo positivo ó ánodo) y colóquelo sobre una superficie aislante (tabla de madera).

-Sujete el material (barra de fierro), que va a recubrir electrolíticamente con el caimán del cable de color negro (polo negativo ó cátodo) y colóquelo sobre un material aislante.

-Sin llegar a juntar, introduzca las placas metálicas que ya conecto a los cables, en el vaso que contiene la solución de sulfato de níquel e inmediatamente suministre corriente moviendo las perillas que indican corriente y voltaje de tal manera que en el indicador de corriente aparezca la lectura de aproximadamente 0.8 A. (observe que haya un burbujeo en los electrodos que están dentro de la solución).

-A la vez que suministra corriente a la solución tome el tiempo de proceso, éste tiene que ser máximo 1 minuto.

-Cuando haya pasado el minuto de proceso, apague la fuente de alimentación, saque los electrodos de la solución y quite los electrodos de los caimanes. Seque en el horno el material que recubrió electrolíticamente y una vez que este seca la muestra, pésela y registre el peso en la tabla de resultados.

Cálculos efectuados:

1. Calcule la resistencia que existe en las dos disoluciones a partir de la ley de ohm.
2. Calcule la cantidad de metal depositado para el niquelado y el cobrizado de acuerdo a la ley de Faraday.
3. Calcule el número de coulombios que pasan a través de la solución y la intensidad de la corriente del procedimiento de acuerdo a las ecuaciones respectivas.
4. Compare los resultados teóricos con los resultados experimentales y calcule el % de error de la masa depositada.
5. Escriba las reacciones que se llevan a cabo durante el proceso electrolítico: Cobrizado y niquelado.

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