RELATÓRIO DE CORROSO

Prévia do material em texto

INSTITUTO FEDERAL DO ESPIRITO SANTO - IFES
COORDENAÇÃO DO CURSO TÉCNICO EM QUÍMICA
CURSO TÉCNICO EM QUÍMICA
CAIO DUARTE RIBEIRO
EMERSON ZANON
COBREAÇÃO
VILA VELHA
JUNHO – 2017
CAIO DUARTE RIBEIRO
EMERSON ZANON
COBREAÇÃO
Relatório do Curso de Técnico em Química apresentado ao Instituto Federal do Espírito Santo - Ifes, como parte das exigências da Disciplina Corrosão, sob a orientação do Professor Mauro Cesar.
VILA VELHA
JUNHO – 2017
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO	………………………………………………………………………………………… 4~7 
OBJETIVO	8
MATERIAIS E MÉTODOS	9
RESULTADOS E DISCUSSÕES	10
CONCLUSÃO	11
REFERÊNCIAS	12
INTRODUÇÃO
No relatório abordaremos alguns conceitos sobre eletrolise e o processo de galvanoplastia, primeiro explica se uma breve introdução sobre alguns tópicos para se entender melhor a pratica:
Niquelaçao Quimica;
Cromaçao;
Eletrolise;
Cobreaçao;
Galvanização;
O PROCESSO DE NIQUELAÇÃO QUÍMICA DE METAIS.
A niquleção química  oferece à peça a ser tratada, alta durabilidade, resistência à corrosão e efeitos do tempo, tendo inúmeras aplicações, quer seja na indústria eletrônica, telecomunicações, mecânica, em corrente transportadora.
Através do processo de  niquelação química podemos obter camada de níquel de alta resistência à abrasão, portanto, peças que estão expostas ao atrito constante, tais como, como engrenagens ou correntes transportadoras terão maior durabilidade e menor custo de manutenção.
Antes da deposição de niquelação química a peça é submetida ao processo de pré-tratamento, que é uma sequência de desengraxante químico, decapagem e desengraxante eletrolítico, com águas de lavagem intermediária garantindo a total remoção de qualquer impureza que esteja na superfície da peça.
A eficiência da etapa de pré-tratamento é fundamental para obtermos uma niquelação química  com ótima qualidade.
 O processo de niquelação química consiste na deposição química do metal níquel, isto é, sem aplicação de corrente elétrica.
A solução utilizada é composta por produtos químicos que promovem uma reação química que em contato com o metal resulta na formação de níquel metálico na superfície da peça.
A espessura de camada de níquelação química  é expressa em mícrons e a especificação depende da aplicação ou tolerância dimensional da peça.
Normalmente as faixas de especificação da niquelação química giram em torno de 3 a 5 ou 5 a 10 e alguns casos 15 a 25 mícrons.
Camadas de niquelação química  maiores oferecem maior resistência à corrosão e abrasão, porém peças com  roscas ou dimensional justo torna-se necessário a aplicação de camadas menores. Este processo pode ser entendido como uma camada de níquel  metal protegendo a material base, garantindo maior dureza, durabilidade e combate aos efeitos do tempo e corrosão.
A niquelação de metais é indicada para as áreas industriais:
Automobilística;
Eletrônica;
Telecomunicações;
Farmacêutica;
Pois são áreas que tendem a manter equipamentos do lado externo de suas instalações e precisam que a manutenção seja de longo prazo, além de sempre deixar a peça ou equipamento com visual renovado, pois o processo de niquelação de metais garante um brilho natural, resgatando a originalidade da peça e sua beleza natural.
CROMAÇÃO
A cromagem ou cromação é um processo de aplicação de cromo sobre um material, geralmente metálico, através de eletrodeposição (processo eletrolítico de revestimento de superfícies com metais) a fim de torná-lo mais resistente à corrosão, para alterar suas características elétricas ou apenas por motivos estéticos. Também é possível revestir peças de materiais não metálicos, como bijuterias e joias através de processos específicos.
Cromagem por imersão
A parte inicial do processo de cromagem por imersão (o processo mais tradicional) consiste na preparação da peça por meio de banhos químicos controlados (lavagens, desengraxes, decapagem e ativação) capazes de remover impurezas, metais de base desgastados ou simplesmente para preparo da peça em bruto.
As lavagens consecutivas são necessárias para remover os próprios produtos químicos usados no processo de decapagem, desengraxe, ativação e cromagem e, por isso, durante todo o tratamento tem-se uma grande geração de efluente líquido de elevada acidez e contendo metais.
O cromo 3+ (trivalente) e o cromo 6+ (hexavalente; também chamado de “cromo duro”) são as formas mais estáveis deste elemento e mais utilizadas para o processo de cromagem por imersão, assim como para produção de pigmentos, tintas, curtimento de couro e preservação de madeira. O cromo trivalente, a forma mais estável deste metal, é essencial ao metabolismo e está presente no organismo humano. A forma do cromo hexavalente, é uma forma extremamente poluente e cancerígena deste metal sendo que sua utilização é até proibida em alguns países. No entanto, sua utilização no Brasil ainda é permitida e, por isso, ele é ainda muito utilizado para o processo de cromagem exigindo grande investimento em tratamento de efluentes e medidas preventivas de acidentes.
No processo de cromagem a peça, após passar pelas etapas de lavagem, desengraxe químico, desengraxe eletrolítico, decapagem e ativação, vai para um tanque contendo água e o metal a ser depositado junto com aditivos (como, por exemplo, o ácido bórico) onde efetivamente ocorre a eletrodeposição do cromo. Depois, a peça passa por mais uma etapa de lavagem para remoção de resíduos.  Algumas aplicações específicas requerem uma segunda etapa de cromagem para conferir maior resistência à peça.
No processo de cobreamento, uma peça metálica é revestida com uma camada do metal cobre. 
A peça a ser recoberta é ligada ao pólo negativo de uma fonte de energia, tornando-se cátodo do processo, pois atrairá os cátions da solução. Um eletrodo de cobre é ligado ao pólo positivo da fonte de energia, tornando-se ânodo. A cobreação é realizada em uma solução de CuSO4 ou mistura de sais de cobre. Durante o processo ocorrem as seguintes reações:
Ânodo (eletrodo de cobre)         Cu0     =>     Cu2+     +     2e-              - 0,34 V
Cátodo (peça)                            Cu2+     +     2e-     =>     Cu0              + 0,34 V
A oxidação do cobre no eletrodo de cobre fornece os elétrons necessários para a redução do mesmo cobre sobre a superfície da peça a ser protegida. O cobre é oxidado e reduzido durante o processo. O sucesso do processo de galvanização reside na geração de condições que propiciem aderência do metal reduzido sobre a superfície da peça metálica a ser protegida.
Os íons presentes na solução são: SO42-, Cu2+ e os devidos ao processo de auto-ionização da água (H1+ e OH1-). As reações concorrentes no ânodo e no cátodo seriam as da participação da própria água no processo, estas não ocorrem por serem desfavoráveis em relação às reações que o Cu0 e Cu2+ podem realizar.
ELETROLISE 
A eletrólise é uma reação de oxirredução não espontânea que é iniciada pela passagem de corrente elétrica em um meio em que os íons estejam livres. Isso pode ser conseguido por meio da fusão de substâncias iônicas (eletrólise ígnea) ou sendo feita em meio aquoso (eletrólise aquosa).
Entre outras aplicações, a eletrólise é muito usada para revestir peças com metais que se oxidam mais facilmente que o metal constituinte da peça, protegendo-o contra a corrosão. O nome desse processo é eletrodeposição e pode se dar de duas maneiras principais: por eletrólise de purificação e também por galvanoplastia.
A galvanoplastia reveste a peça, colocando-a como o cátodo em um circuito de eletrólise. Já a eletrólise de purificação é um tratamento metalúrgico do minério.
A galvanoplastia consiste em um processo que por eletrólise faz-se um íon se reduzir e depositar-se em uma fina camada de metal em outro para melhorar o aspecto visual e a resistência à corrosão. A prática da galvanoplastiaestá baseada nos eletrodos ativos – eletrodos que participam do processo de hidrólise
OBJETIVO
Objetivos Aplicar conceitos da eletroquímica para analisar o processo de galvanização.
MATERIAIS E MÉTODOS
Materiais:
Solução de sulfato de cobre 1 mol/L;
Conectores ponta de jacaré;
Eletrodo de cobre;
Bateria 9V;
Multimetro;
Chave velha;
Frasco transparente;
Becker;
PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Antes de a cobreação começar pegou-se a chave e lixou-a para retirar todo o seu recobrimento. Lavo-a com bastante água destilada e, em seguida com álcool etílico. Após secá-la pesou-se a chave em balança analítica, entretanto evitou-se tocá-la com as mãos para não sujá-la com a gordura que supostamente tínhamos contida nas mãos. 
1. Coloque no frasco transparente a solução de sulfato de cobre;
2. Prenda a chave a um dos fios que saem da bateria;
3. Mergulhe-a na solução;
4. Coloque a ponta do outro fio na solução. Se você tiver um fio conectado na placa, mergulhe essa placa na solução;
5. Anote o que é observado tanto na cor da chave, como na cor da solução.
RESULTADOS E DISCUSSÕES
A primeira parte do experimento consistiu na eletrodeposição do cobre, depois de lixado a chave para retirar todo o seu recobrimento lavou com água destilada e álcool etílico e determinamos em balança analítica a massa da mesma que foi de 5,6765 g
Mergulhamos nesta solução de (CuSO4) um fio de cobre previamente lixado que funcionou como ânodo (oxidação), que é o pólo negativo da fonte eletrolítica como neste caso de eletrólise, é o eletrodo de onde saem os ânions. Usamos também um pedaço de fio de cobre para amarar a chave e mergulhá-la na solução preparada anteriormente, a chave funcionou como o cátodo (redução) da cela eletrolítica, o cátodo consiste ao elétrodo positivo da fonte elétrica de alimentação que utilizamos. É no cátodo que os íons negativos (ânions) foram atraídos
Ânodo (eletrodo de cobre)         Cu0     =>     Cu2+     +     2e-              - 0,34 V
Cátodo (peça)                            Cu2+     +     2e-     =>     Cu0              + 0,34 V.
Cu0 (s)
Onde os íons de cobre que se depositaram sobre a chave foram provenientes tanto da redução da solução de sulfato de cobre quanto da oxidação do ânodo de cobre presente na célula eletrolítica. Passado alguns minutos, quando a chave ficou completamente com uma cor de marrom-metálico característico do cobre, desligou-se a fonte externa e a chave foi lavada novamente com água destilada e álcool etílico. Depois disso foi levada a estufa e determinada novamente a sua nova massa, que foi de 5, 7026 g. Logo podemos concluir que ouve uma eletrodeposição de cobre metálico sobre a chave, a eletrodeposição do cobre foi de 0,0261 g
CONCLUSÃO
O processo de recobrimento de uma superfície de algum metal por outro metal é conhecido como galvanoplastia, quando a corrente elétrica é ligada, há uma eletrodeposição dos íons positivos que migram através das soluções até atingirem o ânodo, ficando lá depositados sobre chave. Em suma o experimento consistiu em duas etapas de eletrodeposição de diferentes metais, a presença da corrente elétrica neste processo transferiu os íons para a outra superfície que neste caso era a chave produto da eletrodeposição. As reações produzidas neste processo não são espontâneas, pois foi necessário fornecer energia elétrica para que pudesse deslocar os íons presentes.
REFERÊNCIAS
http://www.galtec.com.br/niquelacao-quimica ACESSADO EM 06 E JUNHO DE 2017
http://www.galtec.com.br/niquelacao-metais ACESSADO EM 06 E JUNHO DE 2017
http://www.infoescola.com/quimica/cromagem/ ACESSADO EM 06 E JUNHO DE 2017
http://www.ebah.com.br/content/ABAAAgP9QAI/relatorio-9-galvanoplastia ACESSADO EM 06 E JUNHO DE 2017
http://educador.brasilescola.uol.com.br/estrategias-ensino/cobreacao.htm ACESSADO EM 06 E JUNHO DE 2017
http://www.recrom.com.br/cobreamento.html ACESSADO EM 06 E JUNHO DE 2017
http://www.infoescola.com/quimica/eletrolise/ ACESSADO EM 06 E JUNHO DE 2017