Poder Cubriente

LABORATORIO DE PROCESADO ELECTROMETALÚRGICO PRÁCTICA - DETERMINACIÓN DEL PODER CUBRIENTE DE BAÑOS ELECTROLÍTICOS. OBJETIVO: El alumno determinará por diversas fórmulas del Poder Cubriente de diversos baños electrolíticos. FUNDAMENTACIÓN Un requerimiento importante en electrólisis es que el metal depositado sobre un objeto debe ser de un espesor mínimo, pero para objetos de contornos complejos como por ejemplo: hendiduras, esquinas puntiagudas, etc., este requerimiento es difícil de satisfacer. Si el flujo de corriente para el cátodo depende de la resistencia del electrolito en estas áreas restringidas, sobre ellas se depositará menos metal que en las áreas más accesibles las cuales serán recubiertas más fácilmente. En ciertas condiciones electrolíticas se pueden obtener depósitos moderadamente uniformes. En estos casos, se dice que los baños electrolíticos tienen un buen "poder cubriente (T.P.). La influencia externa por la polarización de los procesos catódicos sobre el T.P. será demostrada en este experimento. La celda Haring es usada para en encontrar el valor de Poder Cubriente (T.P.) de un sistema dado. Estas celdas consisten de una caja rectangular acrílica abierta, en las cuales las placas de los cátodos son insertados en cada extremo de la celda. El ánodo es colocado entre los cátodos, tal que L 1 = 10 cm, L2 = 50 cm y la relación de las distancias sean L 2/L1 = 5:1, es decir, dando el valor de 5 (“L”) lo cual es totalmente arbitrario. En el experimento, los cátodos son conectados en el polo negativo y el ánodo en el polo positivo de la Fuente de poder. Las corrientes I1 y I2 se asume que la eficiencia de corriente en los procesos de depósito es la misma para ambos casos C1 y C2, I1/I2 = M1/M2 = M, M1 y M2 son los pesos de las placas depositadas (C 1 y C2) y M la relación de masas. El poder cubriente (T.P.) se puede definirse de muchas maneras: Blum y Haring propusieron originalmente la siguiente ecuación:

T . P.=

L–M × 100 L

Por ejemplo, si M = 1 se dice que el T.P. = 80%, es perfecto, M = 5 se dice que el T.P. = 0%, quiere decir que el proceso está controlado por la resistencia electrolítica y si M>5, entonces se asume que el T.P. da valores negativos. Mientras que el Instituto Británico de Estándares (B.I.S) ha adaptado la siguiente definición:

T . P.=

L−M ×100 L+ M −2

Aquí, si M = 1 se dice que el T.P. = 100%, es perfecto, M = 5, T.P. = 0% y si M>5, T.P. dan valores negativos. MATERIAL, EQUIPO Y REACTIVOS  500ml de solución para estañado.  500ml de una solución para niquelado.  4 cátodos de cobre de 6.8 X 15 cm, 2 cátodo de plomo de 6.8 X 15 cm.  1 celda de acrílico de 18 cm de largo mínimo  Fuente de Poder o una batería de 6v, Resistencias de valor conocido.  1 Multímetro. PROCEDIMIENTO  1.-Lijar los cátodos con lija 600, secarlos con acetona y pesarlos.  2.-Construir el circuito como se muestra en la figura.  3.- Llenar la celda hasta una profundidad de 5cm con la solución para niquelar.

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4.-Conectar la fuente de poder a 6 volts y tratar de mantener constante durante 2 minutos. 5.- Retire los cátodos, enjuáguelos, séquelos con acetona y péselos. 6.-Cambie la solución por la solución para estañado y repita el procedimiento, utilizando un voltaje de 3 Volts.

RESULTADOS Para el niquelado anote sus mediciones y calcule: PC1=_________ PC2=_________ PC1f=__________ PC2f=__________ Dep.1=_________ Dep.2=_________ M=Dep1/Dep2 M=_________ (Relación de masas). L=L2/L1 L=_________ (Relación de distancias). T.P. =_____________________ (Blum y Haring) T.P.=_____________________ (B.S.I.) Para el estañado anote sus mediciones y calcule: PC1=_________ PC2=_________ PC1f=__________ PC2f=__________ Dep.1=_________ Dep.2=_________ M=Dep1/Dep2 M=_________ (Relación de masas). L=L2/L1 L=_________ (Relación de distancias). T.P. =_____________________ (Blum y Haring) T.P.=_____________________ (B.S.I.) ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS: 1.- ¿En cuál cátodo se deposita más metal (Determinarlo por leyes de Faraday)? 2.- ¿Cuál de los dos baños electrolíticos tiene mejor T.P.? 3.- Anote las reacciones que ocurren en el ánodo y en el cátodo para los dos baños electrolíticos. PROCEDIMIENTO II (CELDA HULL). 1.- Lijar los cátodos con lija 600, y márquelos. 2.- Seque cuidadosamente con acetona y pesar 3 veces o más para obtener un promeso del peso inicial 3.- Colóquelos uno sobre otro en la celda Hull, y compruebe el buen contacto entre ellos con el multímetro. 4.- Coloque el ánodo de plomo en el otro extremo y llene la celda con la solución para niquelado, aplique la diferencia de potencial durante un tiempo constante. 5.- Retírelos los cátodos y nuevamente vuelva a pesar 3 veces o más para obtener el promedio del peso final. 6.- Repita el mismo procedimiento para la solución de estañado. 7.-Reportar sus resultados. Para el niquelado anote sus mediciones y calcule: PC1=_________ PC2=_________ PC1f=__________ PC2f=__________ Dep.1=_________ Dep.2=_________ M=Dep1/Dep2 M=_________ (Relación de masas). L=L2/L1 L=_________ (Relación de distancias). T.P. =_____________________ (Blum y Haring) T.P.=_____________________ (B.S.I.) Para el estañado anote sus mediciones y calcule: PC1=_________ PC2=_________ PC1f=__________ PC2f=__________ Dep.1=_________ Dep.2=_________ M=Dep1/Dep2 M=_________ (Relación de masas). L=L2/L1 L=_________ (Relación de distancias). T.P. =_____________________ (Blum y Haring) T.P.=_____________________ (B.S.I.) DISCUSIÓN 1.- ¿Cuál de los dos baños electrolíticos tiene mejor poder cubriente? 2.- ¿Coincide esto con lo obtenido con la celda Haring? ¿Diga porqué? 3.-Diga las ventajas y desventajas de los dos método (Haring y Hull). BIBLIOGRAFÍA 1.-Potter, Electrochemistry, pp. 291-297. 2.-J.B. Mohler, Electroplating and Related Process Chemical Publishing Co. Inc. 1969.

3. – METALLIC COATING –Electroplating and related process INTERNATIONAL STANDARD, ISO2080-1973