Galvanoplastia ou Eletrodeposição

Definição: A galvanoplastia pode ser descrita como o processo de depositar diversas camadas metálicas sobre um objeto através da aplicação dos princípios fundamentais que reagem ao fenômeno da eletrólise, como reações de oxidação e redução.

Objetivos:
– Redução de atrito;
– Possibilitar a resistência diante de temperaturas mais extremas;
– Melhorar a condutibilidade;
– Facilitar a soldagem;
– Melhorar a aparência;
– Proteção contra a corrosão

Há três tipos de Galvanoplastia principais:

– Douração – É o método onde um material feito de alumínio é banhado em ouro.

– Cromagem – É o método onde o cromo é sobreposto ao ferro. Para ele ser efetuado é necessária a utilização de outros dois processos: a niquelação e a cobreação. A cromagem é muito utilizada no ramo dos automóveis, mais precisamente em para-lamas de automóveis.

– Prateação ou zincagem – Esse método é usado para a proteção de materiais de ferro e aço. A prateação é realizada sob altas temperaturas que chegam a atingir mais de quatrocentos graus, é o mais antigo dentre os métodos.

Esses processos podem ser bastante prejudiciais para o meio ambiente, pois além de se usar uma quantidade muito grande de água, eles geram também resíduos tóxicos.

O Processo de Galvanoplastia ou Eletrodeposição

A realização da galvanoplastia é efetuada por meio da técnica de eletrólise. Sendo assim, a peça sofrerá o processo de revestimento necessita ser condutora e permanecer no eletrodo negativo (chamada de cátodo), enquanto isso, no eletrodo positivo (chamado ânodo), deverá permanecer o metal que será utilizado para o revestimento da peça. Esses dois eletrodos permanecem submersos em uma solução do metal que será revestido.  

Quimicamente falando, a galvanoplastia é a tecnologia que efetua a passagem de íons metálicos de uma determinada superfície sólida ou líquida chamada eletrólito, para outra superfície, que pode ou não ser metálica. Esta técnica faz uso de corrente elétrica.

A peça metálica que se quer proteger é revestida por um metal mais nobre, que funciona como um metal de sacrifício, isto é, esse metal possuirá um potencial de oxidação maior que o ferro e, dessa forma, oxidará em seu lugar. Mesmo quando o inverso acontece, se o potencial de oxidação do metal que revestirá for menor, por ele ser mais nobre que o que está sendo revestido, a proteção e os outros atributos permanecerão.

Por exemplo, na eletrodeposição do zinco, do ouro e da prata, usa-se o cianeto, que é extremamente tóxico. Os efluentes desse processo também geram íons metálicos tóxicos como os cátions níquel (Ni²⁺) e cobre (Cu²⁺). Um metal pesado altamente tóxico, mesmo em pequenas quantidades, e que é encontrado nos resíduos da galvanoplastia é o cádmio. Ele é bioacumulativo, isto é, vai se acumulando progressivamente ao longo da cadeia alimentar e não é eliminado com o tempo. Ao contaminar o ser humano, o cádmio pode causar disfunção renal, problemas pulmonares, dores reumáticas e miálgicas, distúrbios metabólicos levando à osteoporose, além de ser agente cancerígeno, provocando mutações genéticas, como a mudança das funções do sistema genital. 

A prata, o alumínio e o cobre não têm a sua corrosão muito intensa, porque, ao se oxidarem, eles naturalmente formam uma espécie de película protetora que impede que o restante do material sofra a corrosão. O ferro, no entanto, enferruja, formando F2O3 . 3 H20, que não é uma película de proteção. Pelo contrario, a ferrugem da superfície do metal vai se soltando e expondo continuamente o ferro metálico à condição ambiente, Desse modo, a corrosão prossegue até a total deterioração da peça.

Protege-se o ferro utilizando um metal que tem o potencial de oxidação maior que o dele, como os já citados metais e o magnésio e o zinco. Quando o metal usado é o zinco, chama-se galvanização.

Esse metal de sacrifício perde elétrons para o ferro mantendo-o protegido mesmo se a superfície for arranhada e o ferro ficar exposto ao ar.

O metal de sacrifício deve ser trocado de tempos em tempos por causa do desgaste.

Exemplo:

Caso deseje realizar a douração de um anel feito de alumínio, precisar-se-á de um sistema parecido com o apresentado abaixo, em que o ânodo é uma placa de ouro, o cátodo é o anel desejado a ser revestido e a solução eletrolítica na qual os eletrodos estão mergulhados é de nitrato de ouro III [Au(NO₃)₃].

A seguir, as reações:

O valor da Reação Global quer dizer que não houve transformação química, mas apenas um transporte de ouro do ânodo para o cátodo.