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PRACTICA DE GALVANIZADO

INTEGRANTES: JUAN DAVID DUARTE SUAREZ DANIEL AVILA RAMIREZ JOSE HARBEY ALMONACID JEISON EDUARDO CIFUENTES GRUPO 281

UNIVERSIDAD DISTRITAL FRANCISCO JOSE DE CALDAS DEPARTAMENTO TECNOLOGICO BOGOTA DC

OBJETIVO GENERAL El punto a tratar del siguiente trabajo es hablar sobre el galvanizado sus características y sus usos, para dar a conocer los datos suficientes para el laboratorio a realizar.

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OBJETIVOS ESPECIFICOS Aprender los conocimientos básicos sobre el galvanizado Tener los conocimiento suficientes para realizar la practica de laboratorio Saber las utilidades y los usos que pueden tener el galvanizado

GALVANIZADO El galvanizado o galvanización es elproceso electroquímico por el cual se puede cubrir un metal con otro.Se denomina galvanización pues este proceso se desarrolló a partir del trabajo de Luigi Galvani, quien descubrió en sus experimentos que si se pone en contacto un metal con una pata cercenada de una rana, ésta se contrae como si estuviese viva, luego descubrió que cada metal presentaba un grado diferente de reacción en la pata de rana, por lo tanto cada metal tiene unacarga eléctrica diferente, según el tipo de metal. Más tarde ordenó los metales según su carga y descubrió que puede recubrirse un metal con otro, aprovechando esta cualidad (siempre depositando un metal de carga mayor sobre otro de carga menor). De su descubrimiento se desarrolló más tarde el galvanizado, la galvanotecnia, y luego la galvanoplastia. Utilidad La función del galvanizado es proteger la superficie del metal sobre el cual se realiza el proceso. El galvanizado más común consiste en depositar una capa de zinc (Zn) sobrehierro (Fe); ya que, al ser el zinc más oxidable, menos noble, que el hierro y generar un óxido estable, protege al hierro de la oxidación al exponerse aloxígeno del aire. Se usa de modo general en tuberías para la conducción de agua cuya temperatura no sobrepase los 60 °C ya que entonces se invierte la polaridad del zinc respecto del acero del tubo y este se corroe en vez de estar protegido por el zinc.

Para evitar la corrosión en general es fundamental evitar el contacto entre materiales disímiles, con distinto potencial de oxidación, que puedan provocar problemas de corrosión galvánica por el hecho de su combinación. Puede ocurrir que cualquiera de ambos materiales sea adecuado para un galvanizado potencial con otros materiales y sin embargo su combinación sea inadecuada, provocando corrosión, por el distinto potencial de oxidación comentado. Uno de los errores que se cometen con más frecuencia es el del empleo de tuberías de cobre combinadas con tuberías de acero galvanizado (vid. normas UNE 12502.3, UNE 112076, UNE 112081). Si la tubería de cobre, que es un material más noble, se sitúa aguas arriba de la de galvanizado, los iones cobre, que necesariamente existen en el agua o las partículas de cobre que se puedan arrastrar por erosión o de cualquier otra procedencia, se cementarán sobre el zinc del galvanizado aguas abajo y éste se oxidará por formarse unapila bimetálica local Cu/Zn en los puntos en los que los iones cobre se hayan depositado como cobre metálico sobre el galvanizado. A partir de ese momento se acelerará la corrosión del recubrimiento galvanizado en todos esos puntos. Desaparecido el zinc del recubrimiento, la pila será Cu/Fe y continuará corroyéndose hasta perforarse el tubo de acero. Como el galvanizado está instalado anteriormente este fallo pasa desapercibido y se suele atribuir al fin de la vida en servicio o, incluso, a la mala calidad del galvanizado. La causa sin embargo ha sido la mala calidad del diseño: la instalación de la tubería de cobre aguas arriba, que es la que ha provocado la corrosión del galvanizado, aguas abajo. Por el contrario, en el caso de que las tuberías de cobre se instalen al final de la red, es decir, aguas abajo de la tubería de galvanizado, no existe ese problema siempre que se garantice que no haya agua de retorno que después de pasar por el cobre pase por el galvanizado. Si existe ese riesgo se deberá colocar un sistema antiretorno. En cualquier caso, es necesario colocar un manguito aislante entre el acero galvanizado de la instalación general y la tubería de cobre final para evitar el contacto galvanizado/cobre. Esta solución, sin embargo, es ineficaz en el caso anterior, tubería general de cobre y ramales finales de acero galvanizado. Aunque se elimine la corrosión en el punto de contacto entre ambos materiales, que es lo único que hace el manguito, no se evitará la corrosión. Ésta se producirá debido a los iones cobre que transporta el agua, o las partículas de cobre, que producirán picaduras sobre toda la instalación de galvanizado aguas abajo, tal como se ha explicado. Otros procesos de galvanizado muy utilizados son los que se refieren a piezas decorativas. Se recubren estas piezas con fines principalmente decorativos, lahebillas, botones, llaveros, artículos de escritorio y un sinfín de productos son bañados en cobre, níquel, plata, oro, bronce, cromo, estaño, etc.. En el caso de

la bisutería se utilizan baños de oro (generalmente de 18 a 21 quilates). También se recubren joyas en metales más escasos como platino y rodio.

Proceso Existen varios procesos para recubrir de zinc el acero. Los principales son: •La galvanización en caliente, •la galvanización en frío, •el metalizado por pistola, •el zincado electrolítico y •el galvanizado por laminación. Galvanización en caliente La galvanización es un procedimiento para recubrir piezas terminadas de hierro/acero mediante su inmersión en un crisol de zinc fundido a 450ºC. Tiene como principal objetivo evitar la oxidacióny corrosión que la humedad y la contaminación ambiental pueden ocasionar sobre el hierro. Esta actividad representa aproximadamente el 50% del consumo de zinc en el mundo y desde hace más de 150 años se ha ido afianzando como el procedimiento más fiable y económico de protección del hierro contra la corrosión. Este proceso no consiste solo en depositar unos pocos micrómetros de zinc en la superficie del acero. El recubrimiento de zinc se une químicamente a la base de acero porque hay una reacción química metalúrgica de difusión entre el zinc y el hierro o elacero a 450° C. Al retirar el acero del baño, se han formado varias capas superficiales de aleación zinc-hierro en las que el zinc se ha solidificado. Estas diferentes capas de aleación son más duras que la base de acero y tienen un contenido de zinc cada vez mayor a medida que se aproximan a la superficie del recubrimiento. El tratamiento debe ajustarse a la norma ISO 1461 (Recubrimientos galvanizados en hierro y acero). El hierro o acero galvanizado se usa principalmente en la construcción(armaduras metálicas, vallas protectoras, etc.). Otros usos son: mobiliario urbano (iluminación, señalización, barreras); las portacatenarias y diversos medios de señalización utilizados en las piscinas o en el mar (ambiente húmedo particularmente agresivo y/o que contienen cloro), en plantas de tratamiento de aguas residuales o en edificios para la cría de ganado (ambiente ácido). Galvanizado electrólítico En los procesos de galvanizado electrolítico se utilizan los siguientes elementos:

•Fuente de alimentación: es un transformador que baja el voltaje de 380 V, 220 V o 110 V a tensiones menores (de 0,1 a 12 V). Además, estos equipos poseen semiconductores (placas de selenio, diodos y últimamentetiristores) que transforman la corriente alterna en corriente continua, que es la que se utiliza para estos procesos. Esta fuente debe tener en lo posible un sistema de regulación de voltaje, puesto que cada proceso tiene un rango de tensión en el que el resultado es óptimo. •Electrolito: es una solución de sales metálicas, que serán las que servirán para comenzar el proceso entregando iones metálicos, que serán reemplazados por el ánodo. Por ejemplo, los baños de niquelado se componen de sulfato de níquel,cloruro de níquel y ácido bórico. Los baños de cincado contienen cianuro de sodio e hidróxido de sodio (los alcalinos) o cloruro de cinc, cloruro de potasio y ácido bórico (los ácidos). Además se agregan a los electrolitos sustancias orgánicas comotensoactivos, agentes reductores y abrillantadores: sacarina sódica,trietanolamina, formalina, urea, sulfuro de sodio, carboximetilcelulosa y varios tipos de azúcares (derivados por ejemplo de extractos del jarabe demaíz). •Ánodos: son placas de metal muy puro, puesto que la mayoría de los procesos no resisten las contaminaciones: níquel 99,997 %; cobre 99,95 %; zinc 99,98 %. Cuando un ion entrega su átomo de metal en el cátodo, inmediatamente otro lo reemplaza desprendiéndose del ánodo y viajando hacia el cátodo. Por lo que la principal materia prima que se consume en un proceso de galvanizado es el ánodo. LABORATORIO A REALIZAR Cómo cobrizar un objeto metálico y la pila casera Para “COBRIZAR UN OBJETO METÁLICO” y “LA PILA CASERA” es necesario seguir una serie de pasos, los cuales se detallarán más adelante y que son necesarios para elaborar experimentos sencillos con materiales e instrumentos que son fáciles de conseguir tanto en nuestros hogares como en los puntos de ventas (ferreterías, abasto, viveros, entre otros) y también porque pueden ser utilizados en algún momento de nuestra vida cotidiana (en el hogar, en el campo, en la playa, entre otros).

MATERIALES E INSTRUMENTOS UTILIZADOS:

1.- una batería de 9 voltios. 2.- una llave metálica. 3.- un alambre de cobre. 4.- una cucharada de sulfato de cobre (se vende en viveros). 5.- frascos de vidrio y cables nro. 12. PROCEDIMIENTO: Se disuelve el sulfato de cobre en un frasco de vidrio con agua, luego se conecta la batería de 9 Voltios a la llave metálica tan sólo por unos 15 ó 20 minutos. Recuerda que es importante que la llave metálica esté conectada al polo negativo de la batería Cobrizado de “LA PILA CASERA” MATERIALES E INSTRUMENTOS UTILIZADOS: 1.- un frasco de vidrio ancho. 2.- una tira de zinc. 3.- un tubo de cobre. 4.- un diodo luminiscente (LED). 5.- dos cables Nº 12 (dependiendo de la longitud requerida). 6.- Vinagre. PROCEDIMIENTO: 1.- Llenar el frasco de vidrio con vinagre. 2.- Unir uno de los extremos de los cables, al cobre y al zinc y el otro extremo a cada terminal del LED. 3.- Sumergir los electrodos en el vinagre y el LED se ilumina. (La tensión y la intensidad de la corriente pueden determinarse con un polímetro en el que deben poder medirse los miliamperios). CONCLUSIONES Por medio de estos procedimientos sencillos, podemos aprender cómo cobrizar los metales, en nuestro caso la llave metálica (polo negativo) y el alambre de cobre (polo negativo) al disolver sulfato de cobre en agua (líquido azul) (electrolitos) los iones atraviesan la solución y recubren la llave.

La pila casera nos ayuda a producir energía eléctrica (más que todo en el campo y la playa) sin necesidad de utilizar aparatos costosos como por ejemplo las plantas eléctricas, sino con materiales e instrumentos que son fáciles de conseguir. RECOMENDACIONES - Utilizar los materiales e instrumentos requeridos. - Utilizar materiales de protección (guantes, lentes de seguridad, entre otros). − Seguir los procedimientos correctamente para que nos dé los resultados que se desean obtener. FICHA TECNICA DE REACTIVOS Cobre Información general Nombre, símbolo,núme Cobre, Cu*, 29 ro Serie química Metales de transición Grupo, período, bloque 11, 4, d Masa atómica 63,536 u Configuración [Ar]3d104s1 electrónica Dureza Mohs 3,0 Electrones por nivel 2, 8, 18, 1 (imagen) Propiedades atómicas Radio medio 1351 pm Electronegatividad 1,9 (Pauling) 1451 pm (Radio de Radio atómico (calc) Bohr) Radio covalente 1381 pm Radio de van der Waals 1401 pm Estado(s) de oxidación +1, +2, +3, +4 Óxido Levemente básico 1.ª Energía de 745,5 kJ/mol ionización 2.ª Energía de 1957,9 kJ/mol ionización

3.ª Energía de 3555 kJ/mol ionización 4.ª Energía de 5536 kJ/mol ionización Propiedades físicas Estado ordinario Sólido (diamagnético) Densidad 89602 kg/m3 1357,77 K Punto de fusión (1084,62 °C)3 Punto de ebullición 3200 K (2927 °C)3 Entalpía de 3004 kJ/mol vaporización Entalpía de fusión 13,14 kJ/mol Sulfato de cobre

Otros nombres

Fórmula semidesarrollada

General Sulfato de cobre (II) Sulfato cúprico Caparrosa azul Piedra azul Piedra lipe Calcantita Vitriolo azul Vitriolo romano CuSO4

Identificadores Número CAS 7758-98-71 Número RTECS GL8800000 Propiedades físicas Estado de agregación Sólido Pentahidratado: Cristales azules Apariencia Anhidro: Polvo blanco grisáceo Densidad 3603 kg/m3; 3,603 g/cm3 Masa molar 159,6 g/mol Punto de fusión 383 K (110 °C)

Punto de ebullición 923 K (650 °C) Estructura cristalina triclínico Propiedades químicas Solubilidad en agua 20,3 g/100 ml (20 °C) Termoquímica ΔfH0sólido –769,98 kJ/mol Compuestos relacionados Citrato de cobre (II) Cloruro de cobre (II) Otros aniones Ioduro de cobre (II) Óxido de cobre (II) Sulfato de niquel (II) Sulfato de zinc Sulfato de bario Otros cationes Sulfato de sodio Sulfato de aluminio Sulfato de amonio

Ácido acético

Otros nombres Fórmula semidesarrollada Fórmula molecular

General Ácido acético, Ácido metilencarboxílico, Ácido etanoico HCH2COOH C2H4O2 Identificadores

Número CAS Estado de agregación Apariencia Densidad Masa molar Punto de fusión Punto de ebullición

64-19-71 Propiedades físicas líquido incoloro o cristales (no inodoro) 1049 kg/m3; 1,049 g/cm3 60.05 g/mol 290 K (17 °C) 391,2 K (118 °C) Propiedades químicas

Acidez Momento dipolar

4,76 pKa 1,74 D

Riesgos Dolor de garganta, vómito, diarrea, dolor abdominal, Ingestión sensación de quemazón en el tracto digestivo. Inhalación Dolor de garganta, dificultad respiratoria, tos. Piel Irritación, graves quemaduras. Ojos Irritación, visión borrosa, quemaduras profundas. Compuestos relacionados Ácido metanoico Ácidosrelacionados Ácido propílico Ácido butírico Acetamida Acetato de etilo, Anhidrido acético, Compuestos Acetonitrilo, relacionados Acetaldehido, Etanol, Cloruro de etanoilo

Cinc Información general Nombre, símbolo,núme cinc, Zn, 30 ro Serie química Metales de transición Grupo, período,bloque 12, 4, d Masa atómica 65,409 u Configuración [Ar]3d104s2 electrónica Dureza Mohs 2,5 Electrones por nivel 2, 8, 18, 2 (imagen) Propiedades atómicas Radio medio 135 pm Electronegatividad 1,6 (Pauling) Radio atómico (calc) 142 pm (Radio de Bohr) Radio covalente 131 pm Radio de van der Waals 139 pm

Estado(s) de oxidación 2 Óxido Anfótero 1.ª Energía de 906,4 kJ/mol ionización 2.ª Energía de 1733,3 kJ/mol ionización 3.ª Energía de 3833 kJ/mol ionización 4.ª Energía de 5731 kJ/mol ionización Propiedades físicas Estado ordinario Sólido (diamagnético) Densidad 7140 kg/m3 Punto de fusión 692,68 K (420 °C) Punto de ebullición 1.180 K (907 °C) Entalpía de 115,3 kJ/mol vaporización Entalpía de fusión 7,322 kJ/mol Presión de vapor 192,2 Pa a 692,73 K Varios Estructura cristalina Hexagonal N° CAS 7440-66-6 N° EINECS 231-175-3 Calor específico 390 J/(K·kg) Conductividad eléctrica 16,6·106 S/m Conductividad térmica 116 W/(K·m) 3700 m/s a Velocidad del sonido 293,15 K(20 °C)

BIBLIOGRAFIA •

http://es.wikipedia.org/wiki/Cinc

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http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_ac%C3%A9tico

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http://es.wikipedia.org/wiki/Sulfato_de_cobre_(II)

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http://es.wikipedia.org/wiki/Cobre

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http://es.wikipedia.org/wiki/Galvanizado

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http://www.emagister.com/curso-como-cobrizar-objeto-metalico-pila-caseraglavanizado/introduccion-cobrizado-metales-galvanizado