10/9/2015 Electrodeposición ­ Wikipedia, la enciclopedia libre

https://es.wikipedia.org/wiki/Electrodeposici%C3%B3n 1/6

Principio de la electrodepositación: un generadorcrea una corriente eléctrica que realiza la migraciónde los iones del electrolito hacia el cátodo (pieza acubrir).

ElectrodeposiciónDe Wikipedia, la enciclopedia libre

La electrodepositación, o galvanoplastia, es un procesoelectroquímico de chapado donde los cationes metálicoscontenidos en una solución acuosa se depositan en unacapa sobre un objeto conductor. El proceso utiliza unacorriente eléctrica para reducir sobre la superficie delcátodo los cationes contenidos en una solución acuosa.Al ser reducidos los cationes precipitan sobre lasuperficie creando un recubrimiento. El espesordependerá de varios factores.

La electrodepositación se utiliza principalmente paraconferir una capa con una propiedad deseada (porejemplo, resistencia a la abrasión y al desgaste,protección frente a la corrosión, la necesidad delubricación, cualidades estéticas, etc.) a una superficieque de otro modo carece de esa propiedad. Otraaplicación de la electropositación es recrecer el espesorde las piezas desgastadas p.e. mediante el cromo duro.

Su funcionamiento es el antagónico al de una celdagalvánica, que utiliza una reacción redox para obtener una corriente eléctrica. La pieza que se desea recubrirse sitúa en el cátodo del circuito, mientras que el ánodo es del metal con el que se desea recubrir la pieza. Elmetal del ánodo se va consumiendo, reponiendo el depositado.1 En otros procesos de electrodepositacióndonde se emplea un ánodo no consumible, como los de plomo o grafito, los iones del metal que se depositadebe ser periódicamente repuestos en el baño a medida que se extraen de la solución.2

Índice

1 Efectos2 Proceso Tecnológico

2.1 Golpe (Strike)2.2 Pincel galvanoplástico2.3 Depositación sin corriente eléctrica2.4 Limpieza

3 Proceso físico­químico4 Ejemplos5 Celda Hull6 Referencias

6.1 Bibliografía

Efectos

10/9/2015 Electrodeposición ­ Wikipedia, la enciclopedia libre

https://es.wikipedia.org/wiki/Electrodeposici%C3%B3n 2/6

Electrodepositación sobre un metal(Me) de cobre en un baño de sulfatode cobre

La galvanoplastia cambia las propiedades químicas, físicas o mecánicas de la superficie de las pieza, perono las del interior. Un ejemplo de un cambio químico es cuando niquelado mejora la resistencia a lacorrosión. Un ejemplo de un cambio físico es un cambio en la apariencia externa. Un ejemplo de un cambiomecánico es un cambio en la resistencia a la tracción o la dureza de la superficie que es un atributonecesario en la industria de herramientas.3

Estos cambios son utilizados en multitud de aplicaciones. Por ejemplo: la electrodepositación de cromoduro en piezas industriales como vástagos de cilindros hidráulicos. (ver: [1](http://www.tecinc.com.ve/preguntas.html)). La mejorar la resistencia a la abrasión de un objeto,proporcionarle propiedades anticorrosivas, mejorar su necesidad de lubricación, es decir disminuir sucoeficiente de rozamiento, o simplemente por cuestiones estéticas, entre otras.

Proceso Tecnológico

El ánodo y el cátodo de la celda conectados a un suministro externode corriente continua ­ una batería o, más comúnmente, unrectificador. Ambos estarán sumergidos en un baño por una soluciónde 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, estarácompuesto de dicho material para ir aportando iones a la solución amedida que se oxida sustituyendo a los que se están consumiendo enla reacción electroquímica.

Realizando un balance general se puede considerar que cuando seenciende la fuente de alimentación externa, el metal del ánodo seoxida a partir de un estado de valencia cero para formar cationes concarga positiva. Estos cationes asociar con los aniones de la solución.Los cationes se reduce en el cátodo depositándose en el estadometálico, valencia cero. Por ejemplo, en una solución ácida, el cobrese oxida en el ánodo a Cu2+ perdiendo dos electrones. El Cu2+

asociado con el anión SO42­ en la solución forman el sulfato decobre. En el cátodo, el Cu2+ se reduce a cobre metálico al obtenerdos electrones. El resultado es la transferencia efectiva de cobre dela fuente de ánodo a una película que recubre el cátodo.

El recubrimiento más común es un metal puro, no una aleación. Sin embargo, algunas aleaciones puedenser electrodepositada, en particular el latón y soldadura.

Muchos baños galvánicos incluyen cianuros de otros metales (por ejemplo, cianuro de potasio ), además decianuros del metal a depositar. Estos cianuros libres facilitar la corrosión del ánodo, ayudan a mantener unnivel constante de iones metálicos y contribuir a la conductividad. Además, productos químicos nometálicos tales como carbonatos y fosfatos se pueden añadir para aumentar la conductividad.

En la operación hay que tener en cuenta que una geometría compleja dará un espesor de recubrimientoirregular, aumentando este en esquinas del objeto por ejemplo. Estos contratiempos se pueden solucionarutilizando múltiples ánodos o un ánodo que imite la forma del objeto a procesar.

10/9/2015 Electrodeposición ­ Wikipedia, la enciclopedia libre

https://es.wikipedia.org/wiki/Electrodeposici%C3%B3n 3/6

Cuando no se desea el recubrimiento en ciertas áreas del sustrato, se aplican barreras para evitar que el bañoentrar en contacto con el sustrato. Barreras típicas son cinta, papel de aluminio, lacas y ceras. [ 3 ]

Un factor muy importante es la corriente que utiliza el sistema para llevar a cabo la operación, serádeterminante para las propiedades del recubrimiento, ya que establece la adherencia de la capa tanto comosu calidad y velocidad de deposición, esta última es directamente proporcional al voltaje. Lo más común esusar corriente continua en pulsos, ciclos de 8­15 segundos activado el sistema para dejar 1­3 segundos deinactividad.

Golpe (Strike)

Inicialmente, un depósito galvanoplástico especial llamado "golpe" o "flash" puede ser utilizado paraformar un revestimiento muy delgado (típicamente menos de 0,1 micrómetros de espesor) con una altacalidad y buena adherencia al sustrato. Este sirve como base para posteriores procesos de deposición. Unahuelga utiliza una alta densidad de corriente y un baño con una baja concentración de iones. Este proceso eslento, por lo una vez se obtiene el espesor deseado se utilizan procesos de deposición más eficientes.

Este método se utiliza para el revestimiento de metales diferentes poco compatible. Si es deseable una placade tipo de depósito en un metal para mejorar la resistencia a la corrosión, pero este metal tiene adherenciainherentemente pobre al sustrato, se deposita primero una huelga compatible con ambos. Un ejemplo deesta situación es la pobre adhesión de níquel electrolítico en las aleaciones de zinc, en cuyo caso se utilizaun ataque de cobre, que tiene buena adherencia a ambos. [ 2 ]

Pincel galvanoplástico

Un proceso estrechamente relacionado es el pincel galvanoplástico. Áreas localizadas u objetos enteros setrabajan con un pincel saturado con la solución de recubrimiento. El pincel, generalmente un cuerpo deacero inoxidable envuelto con un material textil que sirve tanto para contener la solución de metalización yevitar el contacto directo con el elemento que se está tratando, está conectado al polo positivo de una fuentede corriente continua de bajo voltaje, y el elemento recubrir conectado al negativo. Los huecos de operadordel cepillo en solución de metalización a continuación se aplica al elemento, moviendo el cepillocontinuamente para conseguir una distribución uniforme del material de recubrimiento. El cepillogalvanoplástico posee varias ventajas sobre los tanques, incluyendo la portabilidad, la capacidad de recubrirelementos que por alguna razón no se pueden introducir en el tanque de recubrimiento (una aplicación es elrevestimiento de porciones de columnas de apoyo decorativas muy grandes utilizadas en restauración deedificios), requisitos de enmascaramiento bajo o nulo, y comparativamente se requiere un menor volumende solución. Las desventajas en comparación con el tanque es que necesita una mayor participación deloperador (el tanque de recubrimiento con frecuencia se puede trabajar con un mínimo de atención), y laincapacidad para lograr un gran espesor de recubrimiento.

Depositación sin corriente eléctrica

Por lo general, una celda electrolítica, que consta de dos electrodos, electrolito, y la fuente externa decorriente, se utiliza para la electrodepositación. En contraste, un proceso de deposición electrolítico utilizasólo un electrodo y ninguna fuente externa de corriente eléctrica. Sin embargo, la solución para el procesoelectrolítico necesita contener un agente reductor de modo que la reacción del electrodo tiene la forma:

10/9/2015 Electrodeposición ­ Wikipedia, la enciclopedia libre

https://es.wikipedia.org/wiki/Electrodeposici%C3%B3n 4/6

En principio, se puede utilizar cualquier reductor a base de agua, aunque el potencial redox del reductor demedia celda debe ser lo suficientemente alto como para superar las barreras de energía inherentes en laquímica de líquido. El niquelado no electrolítico utiliza hipofosfito como reductor, mientras que el chapadode otros metales como la plata, oro y cobre suelen utilizar aldehídos de bajo peso molecular.

Una ventaja importante de este enfoque sobre la galvanoplastia es la no necesidad de fuentes de energía nide baños de galvanoplastia, reduciendo el costo de producción. La técnica puede también formas diversasde placa y tipo de superficie. La película es mas uniforme. Se puede depositar aleaciones y añadir aditivos ala película como Teflon. La desventaja es que dependiendo del material el proceso de galvanizado esgeneralmente más lento y no se puede crear este tipo de placas gruesas de metal. Como consecuencia deestas características, la deposición no electrolítica es bastante común en las artes decorativas. Aunque vaganado terreno en aplicaciones industriales, una de las cuales, p.e., son los discos duros.

Limpieza

La limpieza es esencial para el éxito de la galvanoplastia, puesto que las capas moleculares de aceite puedeimpedir la adherencia del recubrimiento. La ASTM B322 es una guía estándar para la limpieza de metalesantes de la electrodepositación. Los procesos de limpieza incluyen: limpieza con disolvente, limpieza encaliente con detergente alcalino, electro­limpieza, y tratamiento con ácido etc. La prueba industrial máscomún para la limpieza es la prueba waterbreak, en el que se enjuaga a fondo la superficie y se mantienevertical. Los contaminantes hidrofóbicos, tales como los aceites hacen que el agua de cuentas y se rompen,permitiendo que el agua drene rápidamente. Las superficies de metal perfectamente limpios son hidrófilas ymantendrá una lámina continua de agua que no se cuenta arriba o escurrir. La ASTM F22 describe unaversión de esta prueba. Esta prueba no detecta contaminantes hidrófilos, pero el proceso deelectrodepositación pueden desplazar éstos fácilmente ya que las soluciones son a base de agua. Lostensioactivos como el jabón reducen la sensibilidad de la prueba y debe ser enjuagado cuidadosamente.

Proceso físico­químico

Ambos componentes se sumergen en una solución llamada electrolito que contiene uno o más sales demetal disueltas, así como otros iones que permiten el flujo de electricidad. Una fuente de alimentación decorriente continua genera un potencial eléctrico en el ánodo y en el cátodo. En el cátodo, los ionesmetálicos disueltos en la solución electrolítica se reducen en la interfase entre la solución y el cátodo ydesaparecen de la disolución. Esto crea un desiquilibrio de cationes en la disolución. Este exceso decationes se combina los átomos del metal del cátodo formando la sal que se disuelve dejando el metalrestante al descubierto, y por otro lado reponiendo los iones precipitados. El cátodo es un sumidero decationes metalicos y un generador de aniones mientras que en el ánodo sucede lo contrario es un sumiderode aniones y generador de cationes. La cantidad de ambos está regulada por la constante de disociación ylas leyes de equilibrio lo cual conlleva a que la velocidad a la que se disuelve el ánodo es igual a lavelocidad a la que el cátodo se recubre. Aunque circula una corriente eléctrica esta no la constituyenelectrones que viajan entre los electrodos en los aniones, sino que un electrón, o varios, del cátodo reduciráun catión metálico que se depositará. Esto producirá un desequilibrio en la disolución por lo que hará quealguna molécula del electrólito se disocie. Si esta lejos del ánodo se volverá a recombinar, pero si esta cercaeste reaccionará entregando un electrón, o varios, a este y generando una sal soluble que se desprenderá.Tiene cierta similitud con la radiación de Hawking de los agujeros negros.

10/9/2015 Electrodeposición ­ Wikipedia, la enciclopedia libre

https://es.wikipedia.org/wiki/Electrodeposici%C3%B3n 5/6

Una solución de zinc probada en unacelda Hull

Por último indicar que dicha técnica no debe confundirse con la electroforesis, esta se basa en elmovimiento hacia un ánodo o cátodo de moléculas o partículas en suspensión en una disolución, no deiones como la electrodepositación.

Ejemplos

Resulta muy común el uso de la electrodepositación metálica en joyas elaboradas con metales baratos a loscuales se les da un revestimiento de una delgadísima película de oro, plata, etc. para aumentar su valor,mejorar su apariencia o para protegerlos de los efectos negativos del medio ambiente, principalmente eloxígeno que produce su pronta corrosión. Igualmente podemos observar que las tarjetas electrónicas por logeneral vienen revestidas de una película de oro de algunos micrones, para mantener un buen contacto yconductividad con los dispositivos del circuito.

Celda Hull

La celda Hull es un tipo de célula de prueba utilizado paracomprobar cualitativamente la condición de un baño galvánico. Sepermite la optimización para el rango de densidad de corriente, laoptimización de la concentración de aditivo, el reconocimiento delos efectos de la impureza y la indicación de la capacidad depotencia de macro­lanzamiento.4 La celda Hull replica el baño derecubrimiento en una escala de laboratorio.5 Se llena con unamuestra de la solución de metalización, un ánodo apropiado que estáconectado a un rectificador. El "trabajo" está remplazado por unpanel de prueba de celda Hull que se recubre para mostrar la "salud"del baño.

La celda Hull es un recipiente trapezoidal que contiene 267 ml desolución. Esta forma permite colocar el panel de ensayo en un ángulo con respecto al ánodo. Comoresultado, el depósito se siembra en placas a diferentes densidades de corriente que se puede medir con unaregla de células casco. El volumen de la solución permite una optimización cuantitativa de la concentraciónde aditivo: 1 Además gramo a 267 ml es equivalente a 0,5 oz / gal en el tanque de revestimiento. [ 9 ]

Referencias1. Dufour, IX­1.2. Dufour, IX­2.3. Todd, pp. 454–458.4. Metal Finishing: Guidebook and Directory. Issue 98 95. 1998. p. 588.5. Hull Cell (http://www.ipc.org/4.0_Knowledge/4.1_Standards/test/2.3.21.pdf)

Bibliografía

Dufour, Jim (2006). An Introduction to Metallurgy, 5th ed. Cameron.Mohler, James B. (1969). Electroplating and Related Processes. Chemical Publishing Co. ISBN 0­8206­0037­7.Todd, Robert H.; Dell K. Allen and Leo Alting (1994). «Surface Coating» (http://books.google.com/?

10/9/2015 Electrodeposición ­ Wikipedia, la enciclopedia libre

https://es.wikipedia.org/wiki/Electrodeposici%C3%B3n 6/6

id=6x1smAf_PAcC). Manufacturing Processes Reference Guide. Industrial Press Inc. ISBN 0­8311­3049­0.

Obtenido de «https://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Electrodeposición&oldid=85011444»

Categoría: Electroquímica

Esta página fue modificada por última vez el 9 sep 2015 a las 18:41.El texto está disponible bajo la Licencia Creative Commons Atribución Compartir Igual 3.0; podríanser aplicables cláusulas adicionales. Léanse los términos de uso para más información.Wikipedia® es una marca registrada de la Fundación Wikimedia, Inc., una organización sin ánimo delucro.