Electrodeposición o galvanoplastia

La galvanoplastia o galvanización es un tratamiento de superficie que consiste en depositar un metal sobre un sustrato (metálico o no), a través de la reducción química o electrolítica para su protección, una mejor conductividad y una mejor aptitud para la soldadura sobre la superficie tratada. Otras aplicaciones son: mejorar la apariencia, aglutinar partículas no conductoras a la capa electrodepositada, resistencia a la fricción, mejorar la dureza superficial y la resistencia a la temperatura, entre otras.

La electrodeposición o galvanoplastia:

De acuerdo con el Diccionario Rosseti de Química, podemos definir la galvanoplastia como la tecnología responsable de la transferencia de iones metálicos de una superficie sólida dada o un medio líquido denominado electrolito, a otra superficie, ya sea metálica o no. Este proceso utiliza la corriente eléctrica, por lo que se denomina “electrólisis”.

La galvanoplastia fue desarrollada por Galvani, físico y químico que realizaba estudios sobre la electricidad.

La electrodeposición está relacionada con el revestimiento de superficies; este es el proceso utilizado en el plateado, el niquelado, el cromado, etc.

El objeto que se va a revestir, durante la electrodeposición, debe estar conectado al polo negativo del generador, constituyendo el cátodo. Podemos, por ejemplo, aplicar un baño de oro o plata (dorado y plateado) en un anillo de aluminio. El anillo será el cátodo, que estará conectado al polo negativo del generador; conectada al polo positivo deberá haber una lámina de oro.

Estos electrodos deben estar sumergidos en una solución acuosa de una sal de oro, por ejemplo, el nitrato de oro (III) [Au(NO3)3].

Au3+ + 3e- → Au polo negativo (semirreacción en el cátodo – reducción) Au → Au3+ + 3e- polo positivo (semirreacción en el ánodo – oxidación)

También podríamos usar un electrodo inerte (platino) en el ánodo, el anillo de aluminio en el cátodo y una solución acuosa de Au(NO3)3; la deposición de oro sobre el anillo no se origina en el ánodo, el oro está presente en la solución, y es conveniente que esta esté concentrada:

H2O → 2 H+ + ½ O2 + 2e- polo positivo (semirreacción en el ánodo – oxidación) Au3+ + 3e- → Au polo negativo (semirreacción en el cátodo – reducción)

Si deseamos realizar el cromado de un parachoques de hierro, este debe estar conectado al polo negativo del generador, constituyendo el cátodo. Por su parte, el electrodo positivo debe ser una barra de cromo o, en su defecto, el electrodo debe ser inerte y la solución electrolítica debe contener una sal de cromo (Cr3+). Industrialmente, el proceso de cromado de parachoques de automóviles se realiza en tres etapas: • Cobreado • Niquelado y • Cromado. Esto tiene la finalidad de otorgar una mayor adherencia al cromo, evitando que el parachoques se desconche y pierda el cromado.

En el proceso de galvanoplastia las reacciones no son espontáneas; es necesario suministrar energía eléctrica para que ocurra la deposición de los electrones (electrólisis). La galvanoplastia es, por tanto, un proceso de electrodeposición en el cual el objeto que va a recibir el revestimiento metálico se conecta al polo negativo de una fuente de corriente continua y se convierte en cátodo. El metal que va a proporcionar el revestimiento se conecta al polo positivo y será el ánodo. El objeto que se va a revestir deberá conducir la corriente eléctrica. En caso de que el objeto sea de plástico, que no es un buen conductor, un tratamiento superficial lo hará conductor. Existe además el problema de la adherencia de un metal sobre otro. Para que la película del metal se una a la base, además de una perfecta limpieza y desengrase, es preciso conocer la naturaleza de los metales.

Galvanización La galvanización o electroconformación es todo proceso electrolítico que consiste en revestir superficies de piezas metálicas con otros metales más nobles. Este revestimiento se realiza, generalmente, para proteger la pieza de la corrosión y/o como acabado estético o decorativo.

La galvanización consiste en utilizar dos electrodos sumergidos en una solución electrolítica conectados a una fuente de corriente continua o corriente alterna, transformada en corriente continua y rectificada. La pieza que se va a revestir debe funcionar como cátodo, es decir, debe estar conectada al polo negativo de la fuente de corriente eléctrica. El ánodo, conectado al polo positivo de la fuente, puede ser de un material inerte (grafito, plomo, acero inoxidable, titanio platinado, etc.) o estar constituido por el metal con el que se desea revestir la pieza. La solución electrolítica debe contener como electrolito una sal que contenga cationes del mismo metal.

Cuando el ánodo está constituido por el metal con el que se desea revestir la pieza, el proceso electrolítico ocurre con una transferencia de metal de este electrodo a la pieza, a través de la solución electrolítica.
Ejemplo: Revestimiento de una pieza con plata, utilizando un ánodo de plata (plateado):

Ánodo: Ag → Ag+ + e –
Cátodo: Ag+ + e – → Ag
El metal del ánodo se oxida. El catión formado pasa a la solución, y el catión de la solución se reduce en el cátodo quedando adherido en forma metálica.

Cuando el ánodo es un material inerte, en él ocurre la descarga del agua de la solución. El catión de la solución se reduce en el ánodo, quedando también adherido a la pieza.
Ejemplo: Revestimiento de una pieza con cromo, utilizando un ánodo inerte de plomo (cromado):

Ánodo: H2 → 2 H+ + 1/2 O2 + 3 e-
Cátodo: Cr3+ + 3 e- → Cr
Al utilizar un ánodo inerte, la concentración de cationes debe ser más elevada porque no existe una reposición de estos por parte del ánodo.

Dependiendo del metal con el que se revista la pieza u objeto, la galvanización recibe nombres especiales: dorado (oro), cromado (cromo), plateado (plata), niquelado (níquel) y otros.

El proceso de galvanización o aplicación de revestimiento de zinc se puede realizar de las siguientes maneras:

Cincado o galvanización electrolítica (en frío);
Cincado por inmersión en caliente (o al fuego);
Cincado por aspersión térmica – metalización

Dividimos la galvanotecnia en dos partes principales:

La primera y más utilizada es la deposición por medio de electrólisis. Es decir, a través de la corriente eléctrica, se forma una diferencia de potencial eléctrico favoreciendo así la deposición de un metal sobre otra superficie, normalmente metálica y con polaridad contraria.
La segunda forma, más elaborada y, por tanto, menos difundida, es la deposición química, que consiste en depositar iones metálicos disueltos en forma de sus sales que, por diferencia de potencial químico, tienden a depositarse sobre otras superficies metálicas o no, generando depósitos con características a menudo superiores a las de los depósitos electrolíticos en lo que se refiere a la cohesión y densidad de los depósitos.

CINCADO/GALVANIZACIÓN ELECTROLÍTICA

Cincado blanco;
Cincado amarillo;
Cincado negro;
Oxidación negra.