INSTITUTO POLITÉCNICONACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA QUÍMICA E INDUSTRIAS EXTRACTIVAS LABORATORIO DE ELECTROQUÍMICA PRÁCTICA No. 8 “CELDA HULL” OMAR AZHARAEL MEZA RUIZ RECUPERACION DE LA PRÁCTICA Profesores: Claudia Escamilla Montufar Gerardo de los Santos Camas Sección B Fecha: 7 de Diciembre 2015 OBJETIVO: Asociar la información obtenida por la prueba de Hull y compararla con las propiedades físicas de los electrodepositos metalicos Objetivos específicos: Arma un sistema electroquímico para efectuar los electrodepósitos Identifica las diferentes zonas de recubrimiento que presenta el cátodo (probeta) Selecciona una zona específica en la superficie de la probeta que represente el acabado que se desea obtener en el electrodepósito Mide la longitud a la que se encuentra la zona elegida Calcula la densidad de corriente (DC) con el valor de la corriente que fluye en la celda Hull y la longitud seleccionada en el cátodo Emplea la DC calculada para la determinación de la corriente necesaria para recubrir una superficie predeterminada INTRODUCCIÓN . . Un cambio mecánico es un cambio en la resistencia a la atracción o la dureza de la superficie que es un atributo necesario en la industria de herramientas. La pieza que se desea recubrir se sitúa en el cátodo del circuito. La celda de Hull es una celda electrolítica usada comúnmente en estudios de corrientes en galvanoplastia. Para este fin se aplica una diferencia de potencial entre dos placas sumergidas para generar una corriente eléctrica que permitirá electro depositar un metal en el objeto que se ha de galvanizar (cátodo). es un proceso electroquímico de chapado donde los cationes metálicos contenidos en una solución acuosa se depositan en una capa sobre un objeto conductor. cualidades estéticas. Un cambio químico es cuando niquelado mejora la resistencia a la corrosión.La electrodeposición. La celda de Hull se caracteriza por no poseer las placas electrónicas en forma paralela. Un cambio físico es un cambio en la apariencia externa. mientras que el ánodo es del metal con el que se desea recubrir la pieza. La galvanoplastia cambia las propiedades químicas. Otra aplicación de la electrodeposición es recrecer el espesor de las piezas desgastadas. Su funcionamiento es el antagónico al de una celda galvánica. o galvanoplastia. La electrodeposición se utiliza principalmente para conferir una capa con una propiedad deseada: resistencia a la abrasión y al desgaste protección frente a la corrosión lubricación. que se utiliza una reacción redox para obtener una corriente eléctrica. como electroplateado. en el cuál a través de la electricidad se puede depositar un metal sobre un electrodo. A una superficie que de otro modo carece de esa propiedad. físicas o mecánicas de la superficie de las piezas pero no las del interior. etc. 3.Las características de no poseer los electrodos en forma paralela permite que al aplicar una diferencia de potencial a través de un electrolito. Esto provoca que se presenten resistencias distintas y como resultado mayores corrientes en pequeños espacios interelectródicos y menores corrientes en espacios interelectródicos mayores. 4. 2. Preparación y recubrimiento del cátodo: 1. se puedan obtener distribuciones de corrientes distintas a distancias interelectródicas. Lijar y enjuagar el panel catódico Tomar 267 mL del baño y vaciarlo a la celda Hull Colocar los electrodos dentro de la celda Montar el sistema electroquímico y al concluir experimentación sacar el cátodo Desarrollo experimental el tiempo de . 0 I= 2A t=3 min. 2 Conexiones eléctricas con punta de caimán. 1 Fuente de corriente directa (CD).5 NaCN 20. T= ambiente Ánodo= cobre electrolítico Cátodo= Latón o Hierro cobrizado alcalino niquelado Componentes del baño Concentración g/l Condiciones de trabajo NiSO4 7H2O 210 NiCl2 6H2O 60 H3BO3 30 I= 2A t=3 min. T= ambiente Ánodo= cobre fosfatado Cátodo= Latón o Hierro Componentes del baño Concentración g/l Condiciones de trabajo CuCN 22. 650. niquel.0 H2SO4 15. T= 30-45 °C Ánodo= níquel Cátodo= Latón o Hierro Agitación catódica y aire Soluci ón para Soluci ón para .5 x 10 cm). 1 Plancha de agitación magnética con calentamiento. plomo o zinc).0 NaOH 15.0 I= 2A t=3 min.Material y equipo 1 Celda Hull 1 Ánodo (cobre. 2 placas de Latón o de hierro (6. 1 Hoja de lija de agua del No. 3 Vasos de precipitados de 400 ml. Sustancias y soluciones: a) Solución para cobrizado ácido b) c) Componentes del baño Concentración g/l Condiciones de trabajo CuSO4 5H2O 100. Cobre o hierro cobrizado zincado Componentes del baño Concentración g/l ZnO 150.0 a) Preparación y recubrimiento del cátodo Condiciones de trabajo I= 2A t=3 min.5 Condiciones de trabajo I= 5A t=10 min.d) Solución para cromado e) Componentes del baño Concentración g/l CrO3 250 H2SO4 0.0 NaCN 52.5 NaOH 30. T= 45 °C Ánodo= Plomo Cátodo= Latón. T= ambiente Ánodo= zinc electrolítico Cátodo= hierro o latón Soluci ón para . Enjuagar con agua destilada y lavar con detergente enjuagando repetidamente.. correr la prueba. 650 hasta quitar cualquier sustancia ajena al material del panel. 3. verificar la instalacion.Repetir el mismo procedimiento para el ánodo.Montar el sistema como se muestra en la figura 5y 4. 7. 11. tener cuidado de no tocarlos por la superficie.En caso de requerir el baño de temperatura. calentarlo 5° mas de lo indicado........ 10. anotarlas y elegir una zona de apariencia que considere apropiada para el recubrimiento.Limpiar el panel cátodico utilizando primero una lija de agua del No.Hacer las observaciones correspondientes en cuanto a la apariencia que presente el panel. aplicando el voltaje necesario hasta alcanzar la intensidad de corriente que se recomiende.. 4. 9.. 6..Una vez limpios.Aplicando las condiciones de operacion que indique cada baño. y sujetandolos por el canto colocar los electrodos dentro de la celda 8.1. .tomar un volumen de 267 ml del baño y vaciarlos en la Celda Hull.El proceso de limpieza quedara determinado cuando el agua en la superficie del panel se deslice sin formar zonas que se humedezcan. 2.Concluido el tiempo de experimentacion sacar con cuidado el cátodo y enjuagarlo cuidadosamente con agua destilada y posteriormente con alcohol. 5. Transcurrido el tiempo de prueba sacar el panel... y con la DC que se acaba de calcular determinar que intensidad de corriente se hara fluir al panel para que produzcas la apariencia de la zona elegida .Utilizando un segundo panel. definir una superficie a recubrir.b) Determinación de la densidad de corriente del baño 1. secarlo y hacer las observaciones que correspondan. Desarrollo experimental Ecuacion para la celda Hull de 267 cm3 de capacidad DC=I/A 3.Dar el mismo tiempo de la prueba en la celda Hull 2.Medir la longitud que tenga el panel del punto de mayor densidad de corriente al de menor densidad como lo muestra la fig. enjuagarlo.Colocar los electrodos en forma paralela para que la distribucion de la corriente sea homogenea a través de ellos y se produzca uniformemente el recubrimiento..Sustituir los datos obtenidos en la siguiente ecuacion que representa el comportamiento o distribución de la intensidad de corriente a través del cátodo para conocer la densidad de corriente de trabajo 4. 6 6.. 5... con mucho cuidado y sin tocarlos directamente con la mano para no ensuciarlos. 4. c) Se verifico que las condiciones de operación fueran las indicadas según el baño y suministro la corriente deseada. después se enjuagaron bien con un poco de agua destilada. Limpiamos bien los paneles catódico y anódico. Después. a los tres minutos se sacó el cátodo para analizarlo. primero se lijo para quitar sustancias como grasa u óxidos. así que procedimos a hacer los cálculos y continuar con la experimentación. pero ahora utilizando un segundo panel. Se lavaron con agua y jabón. se hizo la conexión de los electrodos como se muestra en la siguiente figura.CALCULOS: Determinación de la densidad de corriente para la celda Hull: .A) PREPARACION Y RECUBRIMIENTO DEL CATODO. Elegimos que la zona óptima del depósito había sido a los 6 cm. b) Se tomó un volumen de 267 ml de la solución que serviría de baño y los vaciamos en la Celda Hull. Con los datos que más adelante se mencionan. y colocando el cátodo de manera paralela al ánodo. nuevamente hicimos un electro depósito. 103-5.103-5.DC= I*(5.126 *0.282 dm2 I=DC*área = 2.47dm*0.6 amp Calculo de la eficiencia del proceso: Wplaca sin recubrimiento: 9.282 dm2= 0.07*(5.238*log(6))= 2.1881 g Masa depositada experimental = 0.238*log(L)) Donde DC: Densidad de corriente I: Intensidad de corriente (amp) L: longitud optima: (cm) DC= 2.47 dm L= 0.6dm= 0.126 Determinación de la intensidad de corriente necesaria para obtener el recubrimiento deseado: H= 0.034 g Observaciones .6 dm Área sumergida: 0.154 g W placa con recubrimiento: 9.