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RECUBRIMIENTOS ELECTROQUIMICOS: DORADO OBJETIVO Conocer el proceso general para la realización de recubrimientos electrolíticos (dorado), sus variables principales y su aplicación industrial. Dorar una pieza de plata y observar sus características finales. MARCO TEÓRICO Recubrimientos electrolíticos El principio básico de los procesos de recubrimientos electrolíticos consiste en la conversión del metal del ánodo en iones metálicos que se distribuyen en la solución. Estos iones se depositan en el cátodo (pieza que será recubierta) formando una capa metálica en su superficie. Existen en galvanotecnia procesos en los cuales el metal se deposita sin fuente externa de corriente eléctrica. En ambos procesos de recubrimientos la capa depositada forma cristales metálicos. En función del tipo de estructura cristalina se derivan las diferentes propiedades del recubrimiento y así los campos de aplicación más adecuados. El recubrimiento electrolítico de las piezas se produce casi exclusivamente por inmersión en un baño. Para ello se introducen las piezas en las cubas donde se encuentra el electrolito, se les aplica la corriente como cátodo, se recubren y se secan. Al extraer las piezas del baño arrastran una cantidad del electrolito sobre la superficie de las piezas. Esa película superficial arrastrada se elimina en un proceso de lavado posterior para que no interfiera en las siguientes operaciones o presente las condiciones de acabado exigidas. Principio de la deposición electrolítica Se presenta el caso del Au, que se disuelve del ánodo y deposita sobre la pieza con ayuda de corriente eléctrica. Una línea de recubrimientos electrolíticos está compuesta por numerosas operaciones que, en función de las exigencias de calidad y el campo de aplicación seleccionado pueden agruparse del siguiente modo:

a) Pre-tratamientos mecánicos. El pre-tratamiento mecánico arranca de la superficie de la pieza una fina capa. Incluye procesos como el cepillado, pulido y rectificado, que permiten eliminar asperezas o defectos de las superficies. En menor medida se aplica la técnica del chorreado que permite eliminar junto con las asperezas y defectos de la superficie, los aceites, óxidos y restos de finos de mecanizado. Tras estas operaciones es necesario someter a las piezas a un proceso de lavado, puesto que durante el mismo se deposita sobre la superficie de las piezas una parte de la grasa y del abrasivo utilizado, así como polvo metálico. b) Desengrase En la fabricación de piezas se emplean grasas, taladrinas, aceites y sustancias similares como refrigerantes y lubricantes. A menudo también se engrasan las piezas como protección anticorrosiva temporal. El desengrase puede efectuarse básicamente de dos formas: con disolventes orgánicos o en soluciones acuosas alcalinas con poder emulsificador. c) Decapado. El contacto entre atmósfera y piezas metálicas provoca la formación de capas de óxido. El objeto del decapado es su eliminación. El baño de decapado contendrá diversos tipos de metal en solución en función del tipo de material base y del grado de mantenimiento y desmetalizado de los contactos de bombos y bastidores. d) Neutralizado. El proceso de activado, también llamado neutralizado o decapado suave, se utiliza para eliminar esa pequeña capa de óxido que se ha formado sobre la superficie del metal una vez que la superficie ha sido tratada o lavada en sucesivas etapas. Esa pequeña capa de óxido hace que la superficie sea pasiva y por lo tanto mala conductora. Las soluciones empleadas son, por lo general, ácidos muy diluidos. Los activados permiten asimismo eliminar velos y manchas generados por compuestos orgánicos y/o inorgánicos. e) Desmetalización. La operación de des-metalizado va dirida a eliminar los recubrimientos de piezas rechazadas o de los contactos de los bastidores sin producir daños en el metal base. Los primeros tienen una composición similar a un electrolito y los segundos suelen contener complejantes fuertes que pueden generar problemas en los tratamientos de aguas residuales. Tratamientos previos al recubrimiento de superficies Previo al recubrimiento las piezas deben ser limpiadas y alisadas. Esta limpieza puede ser realizada por vía física o química. Dicho tratamiento deberá responder a las funciones específicas requeridas.

Para que estas operaciones se realicen en buenas condiciones se deberán tener en cuenta que las piezas estén lo mas limpias posible, que las piezas presenten un número razonable de defectos, etc. Procedimiento del dorado Au + ne-  Au La unión de n electrones en el cátodo y pasa al estado metálico. Es decir se ha depositado electrolíticamente. Los conjuntos de productos descompuestos por la corriente eléctrica en los electrodos son proporcionales a la intensidad de corriente y las cantidades combinadas recíprocamente entre el ánodo y cátodo son estequiométricamente equivalentes. PROCEDIMIENTO 1. Cuando la total de piezas que se tenga que recubrir o platear sea importante, los más útil, efectivo y sensato es disponer de una establecimiento lo más perfecta y moderna posible suministrada por alguna casa especializada y lo mismo decimos para toda clase de paños galvanostégicos, especialmente para los de cincado, niquelado y cromado. Es necesario dar a las partículas un tratamiento previo de: desengrase químico, electrolítico y un activado previo si las piezas están niqueladas. 2. Lavado de oro: cianuro de potasio, fosfato de Na, cloruro de oro, carbonato de potasio. Control del proceso: temperatura, pH, densidad corriente, concentración, impurezas orgánicas o metálicas. 3. Preparación cloruro de oro se realiza disolviendo oro en una solución compuesta por partes iguales, de ácido nítrico y miriático. Disolviéndose 20 gr. de oro en un litro de la mezcla de dichos ácidos.

SOLUCION PARA EL BAÑO DE DORADO Los componentes esenciales de un baño electrolítico de oro son aurocianuro de potasio, KAu(CN)2 y cianuro libre, KCN. Debido especialmente al elevado costo del oro, de ordinario se emplean soluciones de oro relativamente débiles a fin de reducir la inversión y la pérdida por arrastre. En general, el agua del primer enjuague de artículos galvanizados en oro se guarda y se usa para completar los baños o es evaporada para recobrar el oro. La concentración del oro es de ordinario entre 1 a 5 g/lt siendo el cianuro libre relativamente alto, por ejemplo, 3 a 5 g/lt de KCN. Puede agregarse carbonato o fosfato para aumentar la conductividad y para servir como bruñidores de pH. El oro puede ser introducido como cianuro, AuCN, o como cianuro doble KAU(CN) 2 o NaAu(CN)2, el que algunas veces contiene algún cianuro libre. Hace muchos años se

acostumbraba disolver un precipitado de oro “fulmínico”, el que se producía agregando hidróxido de amonio a una solución de cloruro de oro. El compuesto de oro, hidrógeno, nitrógeno y oxígeno que resulta es muy explosivo y debe conservarse húmedo. Ahora se usa muy poco. Los baños electrolíticos de oro se calientan ordinariamente, por ejemplo, a cerca de 70°C, usándose densidades de corriente de 0.1 a 0.5 amp/dm2 (1 a 5 amp/pie2). En general, la densidad de corriente permisible depende de la concentración de oro. Con un contenido de oro más elevado, como de 8.2 g/lt, se pueden usar densidades de corriente de 10 amp/pie2 con una eficiencia de cátodo del 100%. Para galvanizar oro directamente sobre acero se han sugerido adiciones de formato o benzoato. Usando un toque de oro, bajo en oro y alto en cianuro, seguido por un baño de oro más concentrado, se pueden aplicar depósitos adherentes directamente al acero. Loa ánodos son ordinariamente de oro puro, a menos que se deseen depósitos de color, en cuyo caso se emplean aleaciones de oro adecuadas. Debido a que el oro tiende a disolverse con una eficiencia mayor en el ánodo que en el cátodo, puede aumentar el contenido de oro en los baños. Para evitar esto, puede reemplazarse parte de los ánodos de oro con ánodos de acero o de carbono. En algunos casos conviene emplear ánodos completamente insolubles, por ejemplo, de acero o carbono, compensando el contenido de oro con una cantidad de cianuro doble de oro. Si no hay en el baño cloruro o álcali libre, pueden usarse ánodos insolubles de cromo-hierro. En principio este método aumentará el contenido de cianuro libre, pero en la práctica es probable que se compense por la conversión de cianuro a carbonato. Ocasionalmente se usan baños de cloruro de oro para producir depósitos gruesos, los que sin embargo producen un grano más áspero que los baños de cianuro. Tal solución puede contener de 16 a 32 g/lt de oro, introducido como cloruro de oro o “ácido cloroáurico” AuCl3HCl4H2O, el que cuando, puro, contiene 48% de oro junto con cerca de 5% de ácido clorhídrico. Como en este baño el oro está en estado trivalente, Au3+, sólo una tercera parte de oro se deposita por ampere-minuto de la que se depositaría en un baño de cianuro con una eficiencia de 100%. REACCIONES

1. REACCION GLOBAL: 2Au0 + 4NaCN + O2 + 2H2O  2 Na(Au(CN)2) + H2O2 + 2NaOH

2. Oxidación del ánodo: 2Au 0 2Au+ + 2e2Au + 2H2O  2Au(OH) + 2H+ 2Au(OH) + 4NaCN  2 Na(Au(CN)2) + 2NaOH +

3. Reducción del cátodo: O2 + 2H2O + 2e-  H2O2 + 2OH-

PROCEDIMIENTO SEGUIDO EN EL LABORATORIO

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS http://es.geocities.com/ivanmet1/dorado.html