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Galvanoplastia e leis de Faraday – cobreação, prateação e niquelação de uma chave ou colher

QuímicaEletroquímicaIdades 17–18

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Uma cuba de galvanoplastia: o ânodo é uma placa do metal de revestimento e o cátodo é o objeto a revestir (uma chave ou colher de aço). Escolha o metal (Cu²⁺, Ag⁺, Ni²⁺), ajuste a corrente I e o tempo; os elétrons percorrem os fios, os íons metálicos migram para o cátodo e formam o revestimento. A carga Q = I·t, a massa depositada m = I·t·M/(n·F) e a espessura são atualizadas ao vivo, e um gráfico de m em função de t compara os três metais.

Aula: Eletrólise com ânodo ativo: galvanoplastia; leis de Faraday e massa de produto em um eletrodo

O que mostra

Na galvanoplastia, o objeto é o cátodo e uma placa do metal de revestimento é o ânodo. Os íons metálicos ganham elétrons no cátodo e se depositam como metal, enquanto o ânodo se dissolve e mantém quase constante a concentração de íons. As leis de Faraday relacionam a massa depositada à carga: Q = I·t e m = Q·M/(n·F), com F = 96485 C/mol. Cada íon Ag⁺ precisa de um só elétron e a prata tem massa molar grande, por isso é a que mais se deposita por coulomb. O modelo supõe eficiência de corrente de 100 %, revestimento uniforme e acelera o tempo.

Como usar

Escolha Cobreação, mantenha a chave de aço, ajuste I e Tempo de revestimento e clique em Iniciar; observe os elétrons, os íons e a camada crescendo. Anote m para várias correntes e tempos e verifique que m ∝ I·t. Troque para Prateação ou Niquelação e compare as linhas tracejadas do gráfico. Escolha a colher de aço para ver que uma área maior dá uma camada mais fina e use Recomeçar do zero para repetir.

Parâmetros que você pode mudar

  • Metal de revestimento Cobre (Cu²⁺), Prata (Ag⁺), Níquel (Ni²⁺)
  • Objeto a revestir Chave de aço (15 cm²), Colher de aço (40 cm²)
  • Corrente elétrica I 0,1–2 A
  • Tempo de revestimento 1–60 min

Perguntas para explorar

  1. Como muda a massa de cobre depositada se você dobrar a corrente ou o tempo?
  2. Com a mesma carga, por que se deposita cerca de 3,4 vezes mais prata do que cobre?
  3. Com a mesma corrente e tempo, quantas vezes a camada na colher é mais fina que na chave, e por quê?

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