ELETRÓLISE

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Autor: Heitor Machado Franco

Definição de eletrólise:

É um processo não-espontâneo, no qual a passagem de uma corrente elétrica através de um sistema líquido, onde existam íons, produzindo reações químicas.

As eletrólises são realizadas em cubas eletrolíticas, nas quais a corrente elétrica é produzida por um gerador (pilha).

Nesse sistema, os eletrodos são geralmente inertes, formados por platina ou grafita (carvão).

As substâncias que serão submetidas à eletrólise podem estar liquefeitas (fundidas) ou em solução aquosa.

Definição de potencial eletrônico:

Quando um voltímetro ou outro dispositivo de tensão é ligado a uma célula galvânica, ele indica uma diferença de potencial elétrico. Chamamos esta diferença de tensão ou potencial produzido pela célula e atribuímos-lhe o sinal algébrico positivo. O sinal + indica que a reação de célula se desdobra espontaneamente.

Diferenciação da pilha de eletrólise:

Pilha é qualquer dispositivo no qual uma reação de oxi-redução espontânea produz corrente elétrica já a Eletrólise é uma reação de oxi-redução não-espontânea produzida pela passagem da corrente elétrica.

Descrição da Pilha de Daniell

Essa pilha eletroquímica baseia-se na seguinte reação de oxi-redução:

Zn + CuSO4 / ZnSO4 + Cu

Veja que existem dois compartimentos, chamados MEIAS-CÉLULAS, separados por uma placa de porcelana porosa.

No compartimento da esquerda (meia-célula do zinco), existe uma chapa de zinco mergulhada em solução aquosa de sulfato de zinco (ZnSO4); considerando-se que o zinco, neste caso, tem uma tendência espontânea para perder elétrons, temos: Zn ??Zn2+ + 2e- (é a semi-reação de oxidação); Desse modo, a chapa de zinco “solta” elétrons para o circuito externo (dizemos, então, que a chapa de zinco é o eletrodo negativo ou anodo).
No compartimento da direita (meia-célula do cobre), existe uma chapa de cobre mergulhada em solução aquosa de sulfato cúprico (CuSO4); considerando-se que o Cu2+, neste caso, tem uma tendência espontânea para receber elétrons, temos:
Cu2+ + 2e- ?? Cu ( é a semi-reação de redução); desse modo o Cu2+ “captura” elétrons do circuito externo, através da chapa de cobre, que se torna positiva (dizemos, então, que a chapa de cobre é o eletrodo positivo ou catodo ); veja também que a soma das duas equações anteriores nos fornece a equação geral da pilha:
A porcelana porosa deve impedir a mistura das duas soluções, mas deve permitir a passagem dos íons que estão sendo atraídos ou repelidos pelas forças elétricas.

Após certo tempo de funcionamento da pilha, notamos que a chapa de zinco está corroída, a chapa de cobre aumentou devido à deposição de cobre e as concentrações das soluções se alteraram. Tudo isso é conseqüência da própria reação geral de funcionamento da pilha:

Onde, estão indicados os eletrodos, as molaridades das soluções e a temperatura de funcionamento da pilha.

Resumindo, podemos dizer que a pilha ou a célula eletroquímica é um dispositivo que transforma energia química em energia elétrica. Isso é conseguido, por meio de uma reação de oxi-redução, com o oxidante e o redutor separados em compartimentos diferentes, de modo que o redutor “entrega” elétrons ao oxidante através de um circuito externo (fio).

Descrição do processo de galvanoplastia:

No processo de galvanoplastia primeiramente a peça passa por um polimento feito por politrizes ou através de jatos abrasivos. O polimento é feito para deixar a superfície da peça extremamente lisa, sob o ponto de vista macroscópico. Com isso reduz-se a área a ser tratada, pois uma superfície lisa tem uma área muito menor que uma áspera e, portanto, usará uma quantidade menor de metal a ser depositado. A superfície, não tendo fissuras, poros ou frisos, evitará que nesses locais fiquem retidos íons que facilitam posterior oxidação, ou então graxas que impedirão um contato elétrico perfeito.A peça então passa por um processo de decapagem que consiste em remover óxidos, tintas, incrustações da superfície metálica. Isso é feito mergulhando-se a peça em solução de ácido clorídrico ou ácido sulfúrico. A peça decapada é em seguida mergulhada em água para remover o ácido. Em alguns lugares mergulham em seguida em solução alcalina e depois em água novamente.

Antes da deposição a peça também passa por um processo de desengraxe que tem por finalidade remover óleo (graxa) das peças. A maior parte da graxa sobre a peça provém do lixamento, corte, furação e polimento das chapas. Nessas operações o óleo é usado para que a chapa não aqueça demais. Somente após todo este tratamento inicial é que a peça vai passar pela deposição propriamente dita. No processo de galvanoplastia as reações não são espontâneas é necessário, portanto fornecer energia elétrica para que ocorra a deposição (eletrólise). A galvanoplastia é, portanto um processo de eletrodeposição no qual o objeto que vai receber o revestimento metálico é ligado ao pólo negativo de uma fonte de corrente contínua e se torna cátodo. O metal que vai dar o revestimento é ligado ao pólo positivo e vai ser o ânodo. O objeto a ser revestido deverá conduzir corrente elétrica. No caso do objeto ser de plástico, que não é um bom condutor, um tratamento superficial o tornará condutor. Há ainda o problema da aderência de um metal no outro. Para que a película do metal se ligue à base, além de perfeita limpeza e desengraxe, é preciso conhecer a natureza dos metais. O níquel não dá boa adesão ao aço. Por isso, intermediariamente, faz-se uma deposição prévia do cobre, que dá boa adesão com ambos. Os banhos eletrolíticos que fazem revestimentos metálicos têm uma seqüência: uma peça para se cromada necessariamente precisa ser primeiro cobreada, depois niquelada e, por fim, receber uma camada de crômio.

O vocabulário técnico reserva o termo “galvanizada” para as peças de ferro que recebem uma eletrodeposição de zinco. A deposição eletrolítica pode levar à produção de peças prateadas e douradas, além de outras onde ocorre estanhagem, cadmiagem e latonagem. As peças cromadas têm quase sempre um efeito decorativo e estão muito presentes em automóveis: frisos, antenas, botões de rádio, faróis alças de cinto de segurança etc. Em alguns desses casos temos aço cromado em outros plásticos cromados. Em residências também existem muitas peças cromadas, por exemplo: ralos, torneiras, escorredores de pratos, maçanetas, botões etc.

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