PROCESO DE ELECTRÓLISIS VANESSA BERNAL PONCE MATRÍCULA: SALÓN : 3204 HORA: M6 UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE NUEVO LEÓN FACULTAD DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA

ÍNDICE  Introducción……………………………………………………………………………………………….. 3  Electrólisis…………………………………………………………………………………………………. 4  Galvanizado………………………………………………………………………………………………....6  Niquelado-Electrolítico…………………………………………………………………………………….12  Cobreado…………………………………………………………………………………………………...19  Conclusiones………………………………………………………………………………………………..26  Referencias………………………………………………………………………………………………….28

INTRODUCCIÓN  El presente reporte de investigación tiene como objetivo principal el dar a conocer el funcionamiento y las aplicaciones industriales de un proceso químico relativamente simple al cual se le conoce como electrólisis. La electrólisis ayuda en el tratamiento de algunos metales con el fin de evitar o retrasar la corrosión y/u oxidación de los mismos al crear una fina capa de material sobre el metal al que se le desea dar tratamiento. En este reporte se usarán solamente fuentes confiables, por lo cual la información expuesta estará bien fundamentada.

ELECTRÓLISIS  La electrólisis es el proceso que separa los elementos de un compuesto por medio de la electricidad. En ella ocurre la captura de electrones por los cationes en el cátodo (una reducción) y la liberación de electrones por los aniones en el ánodo (una oxidación).

PROCESO DE ELECTRÓLISIS (PASO 1)  Se aplica una corriente eléctrica continua mediante un par de electrodos conectados a una fuente de alimentación eléctrica y son sumergidos en la disolución. El electrodo conectado al polo positivo se conoce como ánodo, y el conectado al negativo como cátodo.

PASO 2  Cada electrodo atrae a los iones de carga opuesta. Así, los iones negativos, o aniones, son atraídos y se desplazan hacia el ánodo (electrodo positivo), mientras que los iones positivos, o cationes, son atraídos y se desplazan hacia el cátodo (electrodo negativo). La energía necesaria para separar a los iones e incrementar su concentración en los electrodos es aportada por la fuente de alimentación eléctrica.

PASO 3  En los electrodos se produce una transferencia de electrones entre estos y los iones, produciéndose nuevas sustancias. Los iones negativos o aniones ceden electrones al ánodo (+) y los iones positivos o cationes toman electrones del cátodo (-).

APLICACIONES DE LA ELECTRÓLISIS EN LA INDUSTRIA  La electrólisis tiene diversas aplicaciones en la industria siendo el tratamiento de ciertos metales la más importante, a continuación se expondrán tres de estos procesos.

GALVANIZADO  El proceso de galvanizado tiene como principal objetivo evitar la oxidación y corrosión que la humedad y la contaminación ambiental pueden ocasionar sobre el hierro. Se denomina galvanización pues este proceso se desarrolló a partir del trabajo de Luigi Galvani. El galvanizado más común consiste en depositar una capa de zinc (Zn) sobre hierro (Fe); ya que, al ser el zinc más oxidable, menos noble, que el hierro y generar un óxido estable, protege al hierro de la oxidación al exponerse al oxígeno del aire.

BENEFICIOS DEL GALVANIZADO  Mayor vida útil: Un producto galvanizado por inmersión tiene una vida útil que varía de 20 a 30 años, dependiendo del grado de exposición.  Sin costo de mantenimiento: Una vez galvanizado el material, no es necesario pintar ni realizar ningún tipo de mantenimiento.  Garantía de recubrimiento: El galvanizado por inmersión asegura un recubrimiento de toda la pieza por dentro y por fuera.

NIQUELADO-ELECTROLÍTICO  El níquel es un metal muy parecido al hierro, de hecho químicamente se estudian juntos. Es dúctil y maleable, suficientemente duro, maleable y resiste bastante bien a la corrosión. Es de color parecido al hierro pero un poco más amarillento y menos gris. El niquelado electrolítico es una técni- ca de electrodeposición de una delgada capa de níquel sobre objeto metálico. La capa de níquel puede tener una finalidad decorativa, proporcionar resistencia a la corrosión, resistencia al desgaste o se utiliza para la acumulación de piezas desgastadas o inferior con la finalidad de ahorrar.

BAÑOS DE NÍQUEL MATE  Este baño sirve para dar capas gruesas de níquel sobre hierro, cobre, latón y otros metales (el aluminio es un caso aparte) es un baño muy concentrado que permite trabajar con corrientes de amperios por decímetro cuadrado, con el cual se consiguen gruesos capas de níquel en tiempos razonables. *Sulfato de níquel 200 gramos/l *Cloruro de níquel 60 gramos/l. *Acido borrico 10 gramos/l

NIQUELADO BRILLANTE  El niquelado brillante se realiza con un baño de composición idéntica al anterior al que se le añade un abrillantador. Resulta por lo tanto la siguiente composición. *Sulfato de níquel 200 g/l *Cloruro de níquel 60 g/l *Ácido bórico 10 g/l *Sacarina 1,5 g/l *Humectante 0,5 g/l La temperatura óptima de trabajo está entre 40 y 50 ºC, pero se puede trabajar bien a la temperatura ambiente.

NIQUELADOS DILUIDOS  A escala doméstica o de laboratorio se pueden sin ningún problema diluir los baños añadiendo otro tanto de agua desgonzada. Eso sí vigilar el pH para que este entre 4 y 5. El rendimiento de este baño es menor y burbujean más porque no toda la corriente eléctrica se destina a la producción de níquel pero es suficientemente bueno. se recomienda que siempre se emplee ánodo de níquel. El empleo de baños con ánodo inactivo solo es recomendable cuando el baño de níquel se emplea pocas veces o se desaprovecha mucho baño. Conviene de todas maneras y a pesar de su poca eficiencia emplear baños bastante diluidos.

COBREADO  El cobreado electrolítico es un proceso que permite aplicar un recubrimiento de cobre sobre materiales como el acero, hierro, y latón. Con un espesor variable según las necesidades, tiene como objetivo mejorar las propiedades del material base gracias a su elevada maleabilidad, ductilidad y conducción de la electricidad. El baño de cobre típico contiene sulfato de cobre, ácido sulfúrico, iones de cloruro y aditivos de brillo. Existen dos tipos de solución que se utilizan:

SOLUCIONES DE CIANURO  El baño de cobre cianurado, a pesar de los peligros que involucra su operación para la salud, y por sus desechos provenientes de aguas de enjuague, aún sigue siendo en algunos casos una opción insustituible. Los ánodos para todos los baños deben ser de cobre de la mayor pureza posible, libres de óxido. Ellos pueden ser laminados o elípticos. En algunas aplicaciones, es aconsejable utilizarlos con fundas. El baño de cianuro consiste esencialmente en una solución de cobre en cianuro sódico o potásico, con un exceso de este último. La solución Trabaja normalmente a unos 32 a 38° C, con densidades de corriente de hasta 2 amperios por dm 2

SOLUCIONES ÁCIDAS  Las soluciones ácidas consisten en una solución de sulfato de cobre y ácido sulfúrico, y se utilizan principalmente para recubrir aquellos metales que no son atacados químicamente por la solución, y especialmente cuando se requiere un espesor apreciable, como en galvanoplastia.

BAÑO DE COBRE TIPO “STRIKE”  Los depósitos de los baños de cobre "Strike", normalmente están en el rango de espesores de 0,5 a 2,0 µm. Existen dos formulaciones, una basada en sales sódicas y otra en sales potásicas, y ambas son de uso general. Según algunos autores, las sales potásicas admiten un rango de corriente mayor que las de sodio. Este baño "Strike" de cobre, es uno de los más utilizados para el bañado del aluminio tratado con una solución de cincato.

BAÑO DE COBRE DE ALTA EFICIENCIA  Este proceso es el más difuso en la industria actualmente dado su bajo costo y accesibilidad de los reactivos necesarios para su realización. Estos tipos de electrolitos están formulados para obtener depósitos de gran espesor, con un régimen de depósito veloz. Se pueden obtener mejoras en el brillo mediante el agregado de aditivos o agentes inorgánicos a la solución de cobre. En esencia el procedimiento consiste en invertir periódicamente la corriente utilizando un ciclo relativamente lento. Este proceso puede realizarse de dos maneras, en una solución ácida o en una solución alcalina. Solución ácida

CONCLUSIONES  Vivimos en una época muy globalizada donde cada vez aumenta el uso de materiales diferentes que se acomoden a nuestras necesidades, debido a esto se incrementado la innovación para hacerlos más resistentes, más económicos, y con beneficios. A través del estudio y la investigación podremos entender mejor los materiales que nos rodean y así podremos innovar para tener una vida mejor y más sencilla en un futuro.

REFERENCIAS  