O processo de galvanoplastia ou galvanização é utilizado para proteger metais contra a corrosão. São os populares “banhos de ouro” ou de prata nas joias ou bijuterias. Saiba como ele funciona, e quais metais são utilizados no processo!
A galvanoplastia ou eletrodeposição metálica é uma técnica de deposição de um metal nobre sobre outros metais que não são tão nobres. É comum usar essa técnica para depositar cromo, níquel, ouro e prata na confecção de vários produtos, como as semijoias.
Quando você encontrar uma placa ou propaganda anunciando “banho de ouro”, ou “banho de prata” em alguma joia ou bijuteria, fique sabendo que se trata de um processo de galvanoplastia.
O que é galvanoplastia ou galvanização
No processo de galvanização as reações químicas que ocorrem não são espontâneas. Isso porque é preciso fornecer energia elétrica para que ocorra a deposição do metal por meio de seus respectivos íons através do processo de eletrólise aquosa.
Essa técnica foi criada no século XVIII pelo físico italiano Luigi Galvani e é muito utilizada até hoje em diversos processos industriais e na confecção de diversos produtos.
Isso porque o processo de galvanoplastia tem a finalidade de proteger contra a corrosão, já que os metais nobres apresentam dificuldade de corrosão. Essa característica se deve ao fato de que esses elementos possuem altos potenciais de redução, se oxidando com maior dificuldade e permitindo maior durabilidade dos objetos. Além disso, sofrem menos com a ação do ar e da umidade.
Também se emprega a galvanoplastia no tratamento de peças metálicas usadas em joias, semijoias e bijuterias para que adquiram um aspecto mais bonito. Esse processo também contribui para a melhoria da condutividade elétrica do sistema.
A química da Galvanoplastia
Confira agora com a professora larissa Campos, do canal do Curso Enem gratuito, quais as reações químicas e todo o processo envolvido na Galvanoplastia.
Como funciona o processo de galvanoplastia
Para você compreender como ocorre esse processo, vamos utilizar como exemplo um anel de alumínio que vai receber uma camada do metal ouro.
Para realizar esse processo, devemos utilizar uma cuba eletrolítica onde ficarão mergulhados uma barra de ouro e o anel de alumínio. Lembre-se de que o ouro será o metal que irá se depositar sobre o anel. Assim, é necessário que na solução onde o anel de alumínio está mergulhado estejam presentes os íons desse metal (Au3+).
Para que o ouro da barra passe para a solução na forma de íon é necessário que ele sofra um processo de oxidação. Isso porque é na forma de cátion que o ouro da solução se depositará sobre o anel de alumínio.
Ao sofrer o processo de oxidação, o ouro (Au0) se torna o ânodo do sistema, e o polo positivo. Enquanto isso, no anel de alumínio o ouro irá se depositar, ocorrendo o processo de redução. Assim, o anel de alumínio se torna o cátodo do sistema, e o polo negativo da eletrólise.
Para que a reação ocorra, esses eletrodos devem ser ligados a uma fonte de corrente contínua, como uma pilha, pois como vimos, o processo não é espontâneo. Assim, o ouro começa a se depositar sobre o anel de alumínio ficando dourado.
Equações que ocorrem no ânodo e no cátodo
Au0 → Au3+ + 3 e– (ânodo)
Au3+ → + 3 e– → Au0 (cátodo)
Fonte: manualdaquimica.com.br
Observe que os íons saem da solução para sofrer redução na espécie a ser revestida.
Douração e prateação
Este processo representa um dos tipos de galvanoplastia denominado de douração.
Já a prateação é outro tipo de galvanoplastia onde pode-se banhar de prata um anel de alumínio.
Na barra de prata (Ag0) ocorre o processo de oxidação sendo este o ânodo do sistema, e o polo positivo. A prata irá se depositar no anel de alumínio. Assim, ocorre o processo de redução, sendo o cátodo do sistema, e o polo negativo da eletrólise.
As equações da eletrólise no ânodo e no cátodo são representadas por:
Ag0 → Ag+ + 1e– (reação de oxidação)
Ag+ + 1e– → Ag0 (reação de redução)
Outro tipo de galvanoplastia é a cromagem ou cromação, que representa a deposição de cromo sobre certos materiais como a roda de um carro ou o seu para-choque de ferro. Nesse exemplo, o para-choque representa o cátodo ligado ao polo negativo, e a barra de cromo representa o ânodo ligado ao polo positivo da eletrólise.
Já a niquelação é outro tipo de galvanoplastia, que representa a deposição de níquel sobre certos materiais.
Por fim, a galvanização é um processo em que uma peça metálica formada por aço ou ferro é revestida com zinco metálico. O zinco impede a oxidação do ferro ou do aço. Para proteger o ferro ou o aço da corrosão, emprega-se um metal que possua maior tendência a perder elétrons, que apresenta, assim, maior potencial de oxidação. Este metal é denominado de metal de sacrifício.
Proteção de estruturas metálicas
Uma maneira de proteger as estruturas metálicas da corrosão em ambientes úmidos é ligá-las eletricamente a metais com potenciais de oxidação maiores do que o metal da estrutura. O metal com maior potencial de oxidação oxida-se mais facilmente sendo o ânodo de sacrifício, protegendo o metal da estrutura da corrosão e diminuindo o desgaste.
As folhas de flandres são produzidas pela deposição do metal estanho sobre lâminas de aço e usadas para fabricação das latas que contêm produtos alimentícios. O estanho é utilizado neste processo pois tem dificuldade para se oxidar em contato com a água geralmente presente dentro das latas.
O processo de galvanoplastia normalmente utiliza água, empregada como base para vários compostos químicos e para a limpeza após o encerramento desses processos. A água acaba sendo formada por milhares de metais pesados como o cádmio, zinco, níquel, ferro, sulfatos e cianetos, que representam um perigo para o meio ambiente e a saúde das pessoas.
Os resíduos contendo os metais pesados acabam por contaminar os lençóis freáticos, os corpos d’água e os animais. Estes elementos são bioacumulativos, ou seja, se depositam no organismo dos seres vivos ao longo dos anos.
Exemplos de exercícios resolvidos
1- (UNI-RIO-2010)
“A ferrugem” apresentada pelos automóveis, na nossa cidade, é um processo denominado corrosão. Na presença de ar seco (ausência de umidade), o automóvel praticamente não enferruja. Numa cidade praiana, como o Rio de Janeiro, torna-se necessária a adoção de medidas que minimizem a corrosão. Uma delas é a galvanização, que significa revestir o ferro presente no automóvel com um metal redutor mais forte do que ele. Assinale a opção que apresenta o metal redutor que permite a galvanização do ferro.
(Dado: Fe2+/Fe = – 0,44V)
a) Cd2+(aq) + 2e- → Cd(s) E0 (V) = – 0,40
b) Co2+(aq) + 2e- → Co(s) E0 (V) = -0,28
c) Cu2+(aq) + 2e- → Cu(s) E0 (V) = 0,34
d) Ni2+(aq) + 2e- → Ni(s) E0 (V) = -0,25
e) Zn2+(aq) + 2e- → Zn(s) E0 (V) = -0,76
Resolução: o zinco é o metal que possui o potencial de redução menor que o ferro, assim, ele se oxida no lugar do ferro. Portanto, a alternativa correta é a letra E.
2- (PUC-RIO-2012)
Uma forma de proteger um metal contra corrosão é conectá-lo eletricamente a um ânodo de sacrifício. Este deve ser:
a) um metal mais facilmente oxidável do que o metal que se quer proteger.
b) um metal menos facilmente oxidável do que o metal que se quer proteger.
c) o mesmo metal que se quer proteger.
d) uma pintura.
e) um metal com potencial de redução maior do que o do metal que se quer proteger.
Resolução: o metal de sacrifício é aquele que apresenta maior tendência a perder elétrons, com maior potencial de oxidação. Assim, ele se oxida e evita a corrosão. Portanto, a alternativa correta é a letra A.
Exercícios sobre galvanoplastia
Para finalizar seus estudos sobre galvanoplastia, resolva os exercícios:
1- (UECE/2017)
Para preservar o casco de ferro dos navios contra o efeitos danosos da corrosão, além da pintura são introduzidas placas ou cravos de certo material conhecido como “metal de sacrifício”. A função do metal de sacrifício é sofrer oxidação no lugar do ferro.
Considerando seus conhecimentos de química e a tabela de potenciais de redução impressa abaixo, assinale a opção que apresenta o metal mais adequado para esse fim.
A) Potássio.
B) Cádmio.
C) Cobre.
D) Magnésio.
2- (UNIFOR-CE-2013)
A manutenção de tubulações, tanques de estocagem e estruturas metálicas exige um combate constante contra a corrosão do aço. A forma mais simples é a pintura. Outro método empregado de menor custo e mão de obra é a proteção catódica. O objeto de ferro a ser protegido é conectado a um bloco de metal ativo, o ânodo de sacrifício, diretamente ou por meio de um fio. Enquanto o metal ativo durar, o ferro é protegido. Com base nos dados tabelados a seguir:
Pode-se prever que são ânodos de sacrifício adequados:
a) Magnésio apenas
b) Cobre apenas
c) Cobre e níquel apenas
d) Magnésio e zinco apenas
e) Cobre, zinco e níquel apenas
3- (MACKYE-SP-20014)
Para retardar a corrosão de um encanamento de ferro, pode-se ligá-lo a outro metal, chamado de metal de sacrifício, que tem a finalidade de se oxidar antes do ferro. Conhecendo o potencial padrão de redução, pode-se dizer que o melhor metal para atuar como metal de sacrifício é:
a) Cu
b) Hg
c) Au
d) Ag
e) Mg
Gabarito:
- D
- D
- E
