Eletrodeposição

Páginas: 14 (3460 palavras) Publicado: 7 de novembro de 2012
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E DO DESPORTO
UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARANÁ
SETOR DE TECNOLOGIA
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA QUÍMICA
FUNDAMENTOS DA ELETRODEPOSIÇÃO
INTRODUÇÃO
DISCIPLINA : ELETROQUÍMICA APLICADA E CORROSÃO
TQ - 417
Prof. Dr. Haroldo de Araújo Ponte
Curitiba
FUNDAMENTOS DA ELETRODEPOSIÇÃO
__________________________________________________________________
2
SUMÁRIO
1- INTRODUÇÃOGERAL 03
2- CONDUÇÃO DOS ELETRÓLITOS 04
3- LEI DE FARADAY 05
4- EFICIÊNCIA DA CORRENTE 07
5- POTENCIAL DO ELETRODO 09
6- SÉRIES DE FORÇA ELETROMOTRIZ, FEM 11
7- POTENCIAL DE ELETRODEPOSIÇÃO 13
7.1- Deposição a partir de solução simples 13
7.2- Deposição a partir de mistura de soluções 14
8- POLARIZAÇÃO E SOBREPOTENCIAL 15
8.1- Sobrepotencial de Concentração 16
8.2- Polarização Ôhmica17
8.3- Sobrepotencial de Ativação 17
9- FATORES QUE AFETAM A VELOCIDADE DE REAÇÃO 18
9.1- Controle por Ativação 18
9.2- Transporte de Massa 23
9.2.1 Efeito do Transporte de Massa 24
9.2.2 Amplificação da Rugosidade Superficial 26
9.2.3 Surgimento e crescimento de Dendritas 27
9.2.4 Formação de Pó 27
FUNDAMENTOS DA ELETRODEPOSIÇÃO__________________________________________________________________
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1- INTRODUÇÃO GERAL
Uma reação eletroquímica é um processo químico heterogêneo (que envolve uma interface sólido/solução) envolvendo a transferência de cargas para ou de um eletrodo, geralmente um metal ou semicondutor.
A transferência de carga pode ser um processo catódico no qual uma espécie é reduzida pela transferência de elétrons do eletrodo. Exemplos de tais reações natecnologia eletroquímica incluem:
(1) 22 222HOeHOH+→+−
(2) Cu eCu22++→
(3) PbOHSOePbSOHO2424242+++→++− 2
Ao contrário, a transferência de carga pode ser um processo anódico onde uma espécie é oxidada pela remoção de elétrons para o eletrodo e exemplos deste caso são:
(4) 24 422HOeOH−→++
(5) 22 2CleCl−−→
(6) Ce eCe34++−→
(7) PbSOePbSO+−→−4242
Um processo eletroquímico só é possívelem uma cela que apresente ambas as reações catódica e anódica de forma a se manter um balanço de cargas, isto é, a quantidade de carga envolvida no processo de redução tem que ser a mesma que a envolvida no processo de oxidação.
Qa = Qc
FUNDAMENTOS DA ELETRODEPOSIÇÃO
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A variação química total na cela é determinada pela adiçãode duas reações individuais no eletrodo, desta forma a variação química numa bateria de chumbo/ácido é obtida pela adição das reações (3) e (7), isto é:
(3) PbOHSOePbSOHO2424242+++→++− 2
2
(7) PbSOePbSO+−→−4242
Reação Global : PbO PbSOHPbSOHO242422422+++→+−+
e para a eletrólise da água, pela adição das reações (1) e (4), isto é:
(1) (22)x2 222HOeHOH+→+−
(4) 24 422HOeOH−→++Reação Global : 22 22HOHO→+
2- CONDUÇÃO DOS ELETRÓLITOS
A quantidade de carga (corrente) que flui através de um eletrólito depende da voltagem aplicada (potencial) e da resistência da solução. Nos processos de eletrodeposição costuma-se considerar a condutividade ou condutância, C, da solução que é o inverso da resistência, R.
Com um propósito de possibilitar comparações, utilizam-se termos comoresistência específica, ρ, que é definida como a resistência oferecida por 1 cm3 de solução, e condutividade específica, k, que é o recíproco de ρ. Desta forma, se "a" é a área dos eletrodos, em centímetros quadrados, posicionados a uma distância “l”de 1cm; Rla=ρ ou Ckal=
onde ρ é dado em ohm.cm e k em S/cm (Siemens/cm) ou seja, (1/ohm).cm. Portanto, desejando-se aumentar o fluxo de cargas(corrente) num processo de eletrodeposição tem-se como alternativas:
FUNDAMENTOS DA ELETRODEPOSIÇÃO
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a) melhorar a condutividade específica do banho pela adição de sais ou ácidos, aumentando assim o número de transportadores de carga;
b) aumentar a área dos eletrodos;
c) diminuir a distância entre os eletrodos;
d) aumentar a...
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