Galvanoplastia y leyes de Faraday – cobreado, plateado y niquelado de una llave o una cuchara

QuímicaElectroquímicaEdades 17–18

Una cuba de galvanoplastia: el ánodo es una placa del metal de recubrimiento y el cátodo es el objeto que se recubre (una llave o una cuchara de acero). Elige el metal (Cu²⁺, Ag⁺, Ni²⁺), ajusta la intensidad I y el tiempo; los electrones recorren los cables, los iones metálicos van hacia el cátodo y forman el recubrimiento. La carga Q = I·t, la masa depositada m = I·t·M/(n·F) y el espesor se actualizan en directo, y una gráfica de m frente a t compara los tres metales.

Lección: Electrólisis con ánodo activo: galvanoplastia; leyes de Faraday y masa de producto en un electrodo

Qué muestra

En la galvanoplastia el objeto es el cátodo y una placa del metal de recubrimiento es el ánodo. Los iones metálicos ganan electrones en el cátodo y se depositan como metal, mientras el ánodo se disuelve y mantiene casi constante la concentración de iones. Las leyes de Faraday relacionan la masa depositada con la carga: Q = I·t y m = Q·M/(n·F), con F = 96485 C/mol. Cada ion Ag⁺ necesita un solo electrón y la plata tiene una masa molar grande, así que es la que más se deposita por culombio. El modelo supone una eficiencia de corriente del 100 %, un recubrimiento uniforme y acelera el tiempo.

Cómo usarla

Elige Cobreado, deja la llave de acero, ajusta I y Tiempo de recubrimiento y pulsa Empezar; observa los electrones, los iones y la capa que crece. Anota m con varias intensidades y tiempos para comprobar que m ∝ I·t. Cambia a Plateado o Niquelado y compara las líneas discontinuas de la gráfica. Elige la cuchara de acero para ver que un área mayor da una capa más fina y usa Empezar de nuevo para repetir.

Parámetros que puedes cambiar

  • Metal de recubrimiento Cobre (Cu²⁺), Plata (Ag⁺), Níquel (Ni²⁺)
  • Objeto que se recubre Llave de acero (15 cm²), Cuchara de acero (40 cm²)
  • Intensidad de corriente I 0,1–2 A
  • Tiempo de recubrimiento 1–60 min

Preguntas para explorar

  1. ¿Cómo cambia la masa de cobre depositada si duplicas la intensidad o el tiempo?
  2. ¿Por qué, con la misma carga, se deposita unas 3,4 veces más plata que cobre?
  3. ¿Cuántas veces más fina es la capa en la cuchara que en la llave con la misma intensidad y tiempo, y por qué?