RECUBRIMIENTOS ELECTROLTICOS

OBJETIVOS:

Obtener un recubrimiento electroltico de cobre.

FUNDAMENTOS:

El tratamiento de superficies en la industria ptica en general, es muy importante, tanto si la superficie considerada es una superficie ptica propiamente dicha como si de lo que se trata es del recubrimiento de superficies metlicas por ejemplo en el caso de monturas para gafas.

En la presente prctica nos referiremos al tratamiento de superficies metlicas de materiales que se emplean para soportes.

El hierro se recubre de otros metales para evitar la corrosin y aprovechar sus propiedades fsicas con fin de obtener materiales interesantes tambien desde el punto de vista del adorno y la ornamentacin. Se recubre de Sn para obtener la hojalata, de Zn para el hierro galvanizado, de cobre para posteriormente obtener chapados: de oro (u otros metales preciosos: platino, rodio, rutenio o paladio), de niquel, de cromo, etc. En casi todos las casos anteriores de obtencin de un chapado con un metal noble, ha de haber un paso previo que es el cobreado del hierro.

Si introducimos hierro metlico en una disolucin cida de cobre(II) se deposita Cu(0) en la superficie del hierro debido a los potenciales redox de los pares Cu(II)/Cu(0) + 0,337 y Fe(II)/ Fe(0) - 0,440 analogamente ocurre, para otros metales por ejemplo el Zn: Zn(II)/Zn(0) - 0,763. La oxidacin correspondiente de los metales a recubrir por este proceso de inmersin se ve dificultada en estas circunstancias por la formacin de la capa de cobre metlico sobre el cinc o el hierro.

La deposicin puede hacerse tambien electroliticamente empleando el hierro (o el metal a recubrir en general) como ctodo en una celda de electrolisis; como nodo Cu metlico y como electrolito una disolucin de sulfato de cobre en medio sulfrico. El procedimiento que se conoce como galvanizado o galvanostegia es generalizable a otra sales como por ejemplo para el cromado o el niquelado.

La obtencin de plaqueados por este mtodo de galvanostegia que sean pulimentables estables y brillantes requiere una serie de procedimientos previos para el hierro que se resumen en: desengrasado, decapado de las superficies a cobrear. As mismo la electrolisis ha de hacerse en presencia de niveladores y abrillantadores.

MATERIAL:

Ver montaje

Chapa de hierro (para electrodo).

Hierro galvanizado.

Celda de electrolisis.

Ampermetro y voltmetro.

Disoluciones: cido clorhdrico 4%, Sulfato de cobre 7,5 g/L.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL:

Cobreado de Zn y Fe por inmersin.

1) Tomese la pieza de hierro galvanizado (un clavo de los empleados en carpintera de unos 10 cm es conveniente) lmpiese con acetona u otro desengrasante y una vez seco sumergase en la disolucin (diluida) de sulfato de cobre durante unos 15 s.

Elimine por simple frotado con papel de filtro el cobre depositado excepto una banda de 1 cm.

2) La pieza anterior se sumerge en su longitud -excepto la banda citada - en HCl 4%. Inmediatamente se produce la disolucin del Zn metlico lo que se observa por el desprendimiento de burbujas que cesa al cabo de mas o menos 2 min.; el hierro en estas circunstancias no es atacado.

3) Para obtener recubrimientos de distinto espesor. Introducir durante 15 s el clavo en la disolucin de cobre excepto la banda ya cobreada. Retirar lavar con agua destilada y secar.

Volver a introducir 15 s. Lavar y secar.

De nuevo cobrear, esta vez durante por ejemplo 1 min.

Cuando las superficies estn secas observarlas al microscopio.

Cobreado de hierro por elelctrolisis.

1) Prepara la superficie del electrodo de hierro lijando ligeramaente la superficie a cobrear. Pulir la superficie. Poner en la disolucin de HCl 4 % (decapado) durante unos 15 min., para eliminar restos de xidos. Retirar lavar con agua destilada.

2) Montar la celda de electrolisis para medir la intensidad de trabajo y poder variar el potencial entre 0 - 4 V. Poner el hierro en el ctodo y un electrodo de cobre en el nodo.

3) Electrolizar durante 1 o 2 minutos observando ocasionales variaciones en el potencial inicial fijado.

4) Etiquetar el electrodo con las condiciones de trabajo.

Ver ejemplos de cobreado

ANLISIS DE RESULTADOS:

a) Comentar el aspecto de las distintas capas obtenidas por inmersin.

b) Explicar los procesos de oxidacin y reduccin implicados en el cobreado.

c) Calcular la densidad de corriente empleada as como la resistencia del bao electroltico.

d) Al da siguiente se puede pulir el electrodo frotndolo suavemente con papel de filtro.