Conceptos útiles para entender la galvanoplastia y los procesos electroquímicos

La galvanoplastia es un tipo de proceso electroquímico en el que mediante energía eléctrica se obtiene un resultado útil del ámbito químico, una reacción particular que produce un cambio buscado en la materia.

La celda electroquímica viene a ser el conjunto de componentes y la forma particular como se interconectan (configuración) para lograr una reacción química sobre la materia deseada a partir de la aplicación de energía eléctrica. Por lo general es un tanque o depósito, el electrolito, los electrodos y la fuente de poder. Sin embargo el proceso va mas allá de estos elementos ya que dependiendo del resultado deseado se consideran también los tiempos de circulación de corriente, el voltaje, el nivel de corriente, etc.

Los procesos electroquímicos son usados en muchas configuraciones distintas y variadas dependiendo del resultado esperado y del objetivo del proceso. Es complicado definir pautas generales para diseñar una celda electroquímica. Sin embargo existen ciertas leyes físico-químicas que se usan para definir los parámetros operativos de una celda. Las mas conocidas en este ámbito serían las leyes de Faraday.

Algunos términos útiles.

Electrolito - Sustancia acuosa que contiene los iones a depositar en una reacción electroquímica inducida por corriente eléctrica. La corriente eléctrica circula a través del electrolito produciendo el resultado químico esperado en los electrodos.

Iones negativos (Cationes) - Son átomos por lo general de un metal que tienen electrones en exceso (reducidos), por tanto están cargados negativamente.

Iones positivos (Aniones) - Son átomos por lo general de un metal que tienen carencia de electrones (oxidados) y por tanto están cargados positivamente.

Oxidación -- Ganancia de valencia positiva de un elemento o compuesto químico, es lo mismo que decir pérdida de electrones.

Reducción - Pérdida de valencia positiva o lo que sería igual, la ganancia de valencia negativa de un elemento o compuesto químico. Es decir la adquisición de electrones.

Ambos son correlativos, osea, no puede existir una reducción en un cuerpo sin una oxidación de otro simultáneamente. Los electrones ganados por un cuerpo (valencias negativas) serán exactamente iguales a los electrones perdidos por otro (valencias positivas). El cuerpo que cede electrones se llama reductor, mientras que el cuerpo que los adquiere se le llama reducido.

Las reacciones que se presentan en electroquímica son reacciones llamadas Redox (Reducción-oxidación). En una reacción Redox se transfieren electrones de una sustancia a otra.

Celda - Depósito o tanque que contiene el electrolito, los electrodos sumergidos y donde se produce la reacción química al paso de la corriente eléctrica.

Electrodos - (Cátodo y Ánodo) Piezas metálicas conductoras a través de las cuales se conecta la fuente de alimentación que produce la corriente que circula por el electrolito. Por lo general una de estas piezas es la "pieza de trabajo", osea la pieza sobre la que se espera observar un resultado tangible de la reacción química.

Los procesos electroquímicos popularmente conocidos se puede mencionar la electrodeposición, electroobtención, electrorefinación, electrotipado, chapado, cromado, plateado, cobrizado, anodizado, latonado, aniquelado, etc. y las aplicaciones industriales son muy variadas llendo desde recubrimientos estéticos, recubrimientos protectores y anticorrosivos, mejora de las propiedades mecánicas, térmicas y/o eléctricas de piezas, recuperación industrial de metales, etc.

Posteriormente explicaremos un poco mas algunos de los procesos mencionados aquí y la importancia del aspecto eléctrico (fuente de poder, cables, terminales de contacto, etc.) en todo este esquema para asegurar y garantizar resultados de calidad consistentes y reproducibles ciclo tras ciclo.

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Imagen1: https://es.wikipedia.org/wiki/Galvanoplastia#/media/Archivo:Copper_electroplating_principle_(multilingual).svg. under Public Domain