Zincagem Eletrolítica
Por: paolatarasconi • 12/8/2016 • Trabalho acadêmico • 2.111 Palavras (9 Páginas) • 700 Visualizações
UNIVERSIDADE REGIONAL DE BLUMENAU
CENTRO DE CIÊNCIAS TECNOLÓGICAS
ENGENHARIA QUÍMICA
Zincagem Eletrolítica
Luiza Melo de Miranda
Paola Montovani Tarasconi
Ronaldo Schmitz
Blumenau
2016
LUIZA MELO DE MIRANDA
PAOLA MONTOVANI TARASCONI
RONALDO SCHMITZ
ZINCAGEM ELETROLÍTICA
Trabalho apresentado à disciplina de Ciências dos Materiais, do 4º período do curso de Engenharia Química da Universidade regional de Blumenau – FURB – solicitado pela professora Deyse Elizabeth Ortiz Suman Carpenter.
Blumenau
2016
OBJETIVO
Por meio do experimento realizado, foi possível compreendermos melhor a importância da zincagem eletrolítica para preservação de metais como o aço. Sendo possível observarmos a camada protetora que se forma sobre o metal após o processo.
Camada essa que é originaria da redução do zinco e sua eletrodeposição sobre o corpo de prova. Essa camada é responsável por proteger o metal de sofrer danos como oxidação, corrosão e outros.
Também temos como finalidade calcularmos a eficiência catódica e sua massa depositada.
- FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA
A primeira bateria, a célula voltaica, foi inventada por Alexander Volta. Logo após, com esta invenção o ouro foi depositado sobre moedas de prata. Mais tarde, Faraday havia definido as duas leis que governam a eletrólise. Após estas descobertas a tecnologia da eletrodeposição de metais tem crescido ao longo dos anos.
A zincagem eletrolítica nada mais é do que o recobrimento (eletrodeposição) de peças com um metal condutor ou outra substância sendo resultado de uma emigração de partículas carregadas eletricamente a uma solução aquosa iônica com o auxílio de corrente elétrica a fim de impedir a deteriorização de peças devido à oxidação, corrosão ou ataque de bactérias. No ânodo colocamos o zinco que por sua vez se diluirá em uma solução eletrolítica e será conduzido até o material que estará em contato com o cátodo. Devido à alta corrente aplicada este zinco é depositado na superfície e ali permanecerá mesmo sob certas dobras e torções aplicadas no material.
- Leis de Faraday
- Primeira lei: a massa do produto gerado é proporcional à quantidade de energia, então:
M = Kit Mαl
- Segunda lei: as massas das várias substâncias formadas pelo processo da eletrólise são proporcionais ao respectivo peso equivalente. Assim:
M1αEq1
Destas duas leis, temos que:
M = (Eq*lt) / F ou F = (Eq*lt) / M
Esta lei nos dá o produto l.t que é necessário para eletrodepositar uma massa definida. Como outras reações podem ocorrer em concorrência com a reação de eletrodeposição desejada é usual calcular-se a eficiência catódica dos processos. Com a eficiência catódica sabemos exatamente quanto do metal foi realmente reduzido.
Para determinarmos a eficiência catódica basta que o substrato seja pesado antes do ínicio da eletrodeposição e imediatamente após a eletrodeposição. Assim obteremos a massa do metal que foi depositada. Como a combinação das leis de Faraday nos dá a relação entre corrente, tempo e massa, podemos calcular a massa teórica que deveria ter sido depositada.
- MATERIAIS E MÉTODOS
- Corpo de Prova (aço)
- Lixa
- Zinco
- Água
- Detergente
- Solução de Zincato
- Béquer
- Pinça
- Balança
- Cabos
- Fonte de Corrente
- Secador
- Célula eletrolítica
No processo de zincagem eletrolítica, primeiramente o corpo de prova é preparado para ser submetido ao processo. Esta preparação nada mais é do que a limpeza do material, para isto a peça foi lixada para retirar qualquer resíduo de ferrugem ou corrosão que pudesse conter na peça, após foi lavada com água e detergente para remover sujeiras e gorduras que podiam estar fixadas no material.
Após a limpeza do corpo de prova é delimitada a área que irá sofrer a zincagem para poder determinar a quantidade de corrente necessária para o processo.
[pic 1]
- Cálculo da área - Cálculo da corrente
A = 2*(0,14*0,25) 2,5 A → 1 dm²
A = 0,07 dm² x → 0,07 dm²
X = 0,175 A
Depois de realizado estes procedimentos o material deve ser pesado, e então colocado no circuito, onde ele ficará preso por um dos cabos (preto (-)), e o zinco ficará preso ao outro cabo (vermelho (+)) ambos dentro de um béquer onde contem a solução de zincato e ligados a uma fonte de corrente (à 0,175 A, cálculo representado acima) onde ficará por 30 minutos.
[pic 2] [pic 3]
Ao término dos 30 minutos, o material é retirado do circuito, lavado e seco (na peça já é possível notar uma coloração diferente na área que sofreu a eletrodeposição, onde o zinco se depositou.
[pic 4] [pic 5]
A peça é então pesada novamente para posteriormente ser calculado a sua massa depositada, e sua eficiência catódica.
- RESULTADOS
Peso antes: 0,002382 Kg
Peso depois: 0,0024 Kg (média feita das três pesagens após o processo de zincagem. (P1 + P2 + P3)/3).
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