Electrolisis

Electrolisis. Grabado electrolítico y Galvanización.

Introducción

El presente trabajo contiene una investigación acerca de los procesos de grabado y galvanización mediante la electrolisis con el fin de encontrar técnicas que impulsen la economía, el arte y la experimentación escolar.

Económicamente estos procesos representan la producción de un gran capital debido a que son utilizados en piezas metálicas utilizadas en la plomería y artículos de adorno.

La electrólisis es el proceso que separa los elementos de un compuesto por medio de la electricidad. En ella ocurre la captura de electrones por los cationes en el cátodo (una reducción) y la liberación de electrones por los aniones en el ánodo (una oxidación).

El grabado electrolítico es una técnica de impresión menos tóxica que el grabado convencional que consiste en dibujar una imagen sobre una superficie rígida llamada matriz. En ella se aloja el aislante que será protector del diseño que se espera quede impreso sobre la matriz mediante la administración de energía eléctrica.

El galvanizado es un sistema de protección del acero frente a la corrosión, su aplicación tendría lugar en distintos campos como; en grandes estructuras como; puentes, túneles y torres, electricidad y telecomunicaciones y en elementos de unión en instalaciones industriales.

Los procedimientos que se llevaron a cabo fueron muy sencillos, tomando diferentes variables como lo son la cantidad de energía, agua, sal y el material en el que se puede trabajar con el fin de obtener una impresión sobre una placa de acero, después de varios intentos en los que cambiaron la variables ya mencionada un relieve en la placa.

Objetivo.

Los objetivos de esta investigación son:

1. Entender y estudiar los procesos mediante los cuales se fabrican diversas cosas que se utilizan cotidianamente.

2. Encontrar una técnica adecuada, fácil y no muy laboriosa de realizar un grabado por medio de la electrolisis, tal y como se hace en las grandes empresas.

Marco Teórico.

La electrolisis fue descubierta accidentalmente en 1800 por William Nicholson mientras estudiaba el funcionamiento de las baterías. Entre los años 1833 y 1836 el físico y químico inglés Michael Faraday desarrolló las leyes de la electrólisis que llevan su nombre y acuñó los términos.

1ª Ley de Faraday

La masa de sustancia que se deposita o se libera en un electrodo es directamente proporcional a la cantidad de corriente eléctrica que circula por el electrolito.

En términos matemáticos esto es:

m = E • Q

Donde, m es la masa (g) depositada o liberada, E es el equivalente electroquímico, que relaciona la masa (g) de un compuesto, capaz de generar o de consumir un mol de electrones (equivalente químico), con la caga de estos, es decir, un Faraday (96500 C).

Por último, Q representa la carga invertida, y su valor se obtiene al multiplicar la intensidad de la corriente por el tiempo transcurrido. La intensidad de la corriente, I, se expresa en amperios (A) y es la carga que atraviesa una sección determinada de un conductor, relacionada con el tiempo, t.

2ª Ley de Faraday

Para una misma cantidad de electricidad, la masa depositada o liberada es proporcional a su masa atómica y al número de electrones intercambiados en cada semirreacción.

El proceso mediante el cual se realiza la electrolisis es la siguiente:

 Se aplica una corriente eléctrica continua mediante un par de electrodos conectados a una fuente de alimentación eléctrica y sumergida en la disolución. El electrodo conectado al polo positivo se conoce como ánodo, y el conectado al negativo como cátodo.

 Cada electrodo atrae a los iones de carga opuesta. Así, los iones negativos, o aniones, son atraídos y se desplazan hacia el ánodo (electrodo positivo), mientras que los iones positivos, o cationes, son atraídos y se desplazan hacia el cátodo (electrodo negativo).

La energía necesaria para separar a los iones e incrementar su concentración en los electrodos es aportada por la fuente de alimentación eléctrica.

En los electrodos se produce una transferencia de electrones entre estos y los iones, produciéndose nuevas sustancias. Los iones negativos o aniones ceden electrones al ánodo (+) y los iones positivos o cationes toman electrones cátodo (-).

Para llevar a cabo el proceso de electrolisis es importante tomar en cuenta varios puntos.

 Nunca deben unirse los electrodos, ya que la corriente eléctrica aumentará al hacer corto circuito y la batería se sobrecalentará y quemará.

 Debe utilizarse siempre corriente continua (energía de baterías o de adaptadores de corriente), nunca corriente alterna (energía del enchufe de la red) debido a que Con la corriente alterna, el metal es grabado durante la mitad del ciclo y un óxido es depositado en el grabado durante la otra mitad del ciclo, en cambio, la corriente directa provee un grabado profundo de .0001" a .010" y da como resultado un grabado de color claro o blanco en la mayoría de los metales. Con la corriente directa el metal es grabado durante el ciclo completo. El grabado profundo no se quitara sin remover totalmente el metal hasta lo profundo del grabado.

 La electrólisis debe hacerse de tal manera que los dos gases desprendidos no entren en contacto, de lo contrario producirían una mezcla peligrosamente explosiva (ya que el oxígeno y el hidrógeno resultantes se encuentran en proporción estequiométrica).

Grabado Electrolítico.

El grabado electrolítico es una técnica de impresión menos tóxica que el grabado convencional que consiste en dibujar una imagen sobre una superficie rígida llamada matriz. En ella se aloja la tinta que será transferida por presión a otra superficie, como papel o tela, obteniendo así varias reproducciones de la misma estampa.

En la última década del siglo pasado y principios de éste, los grabadores se han ido preocupando cada vez más por su salud y por el medio ambiente, por lo que han iniciado investigaciones en esta materia para mejorar los procedimientos convencionales.

Aproximadamente en 1780, Luigi Galvani, médico y fisiólogo, profesor de anatomía y cirugía de la Universidad de Bolonia, descubrió accidentalmente el galvanismo, o la forma de producir

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