Efisica

Aplicacões da eletrólise

 

 

Além da construção de pilhas e acumuladores, que estudaremos no Capítulo 11, as aplicações da eletrólise na indústria são muito numerosas e importantes. Veremos as aplicações em galvanoplastia, as fabricações de matrizes tipográficas, a refinação do cobre e a extração comercial do alumínio.

Quase todas as aplicações industriais da eletrólise se baseiam no seguinte fato: quando fazemos eletrólise de um sal de certo metal, esse metal se deposita sempre no cátodo.

 

1ª - Galvanoplastia

 

Todos sabem que é muito comum cobrir-se um objeto de metal barato com uma camada fina de um metal caro. É o caso dos objetos dourados, prateados, niquelados, cromados, etc.. Essa operação é feita por eletrólise e é chamada galvanoplastia.

Para se depositar um metal determinado sobre um objeto faz-se o seguinte: prepara-se uma solução de um sal desse metal. O sal se dissocia em um radical ácido mais um íon metálico. Usa-se como anodo uma barra desse metal, e como cátodo o próprio objeto sobre o qual o metal deve ser depositado. O anodo é ligado ao polo positivo de um gerador de uns 5 ou 6 volts, e o objeto é ligado ao polo negativo. Quando passa corrente, o íon metálico, que é positivo, se dirige para o cátodo, que é o próprio objeto a ser coberto, e se deposita nesse objeto. O íon ácido que é negativo, se dirige para o anodo: aí reage com o metal e forma novamente o sal primitivo.

Exemplo

 

Suponhamos que desejamos pratear uma colher. Usamos a própria colher como cátodo, e como anodo usamos uma barra de prata. O eletrólito pode ser uma solução de nitrato de prata, que se dissocia assim:

Quando passa corrente, o íon se desloca para o cátodo e aí se deposita sobre a colher. O íon se desloca para o anodo: aí reage com a prata e forma novamente o nitrato de prata.



Figura 204

2ª - Matriz tipográficas de cobre

 

Muitas vezes nas tipografias se faz por eletrólise uma “matriz” de cobre de uma página a ser impressa. Inicialmente se prepara a matriz com os tipos comuns de tipografia. Depois se tira dessa matriz um molde de cera, em baixo-relevo. Como a cera não é condutora, ela é recoberta por uma camada de grafite, que é condutor. A cera, assim preparada é usada como cátodo, numa eletrólise de um sal de cobre, sendo o anodo de cobre. Como os íons de cobre são positivos, eles vão se depositar sobre a cera, e reproduz-se assim, em cobre, a matriz primitiva. Essa matriz de cobre tem, mais ou menos, a espessura de um cartão de visitas. Esse processo é vantajoso nas grandes tipografias, em que são feitas tiragens grandes de livros, porque assim, com um número relativamente pequeno de tipos, se fazem as matrizes, e quando ficam prontas as matrizes de cobre, os tipos podem ser usados para o preparo de outras matrizes.

 

3ª - Refinação do cobre

 

O cobre que provem das fundições possui de 1% a 5% de impurezas, e por causa disso não pode ser usado para certas finalidades, como por exemplo, fios condutores de eletricidade. Ele é então purificado por eletrólise, atingindo um grau de pureza de 99,95%. Assim purificado é conhecido no comércio como cobre eletrolítico.

Faz-se uma solução de sulfato de cobre que se dissocia assim:

O cobre impuro é usado como anodo. O cátodo é uma lâmina fina de cobre já puro (fig. 205). Quando passa corrente, o cátion de cobre se deposita sobre o cátodo, que vai então se avolumando. O íon reage com o cobre do anodo, formando novamente sulfato de cobre, que se dissocia, e o processo continua. O cátodo ficará sendo então cobre puro.



Figura 205


4ª - Extração industrial do alumínio

 

O processo de obtenção do alumínio usado atualmente é o seguinte. Funde-se um mineral de alumínio chamado criolita, que fica à temperatura de 900oC. Depois se dissolve na criolita o óxido de alumínio ( ), chamado alumina. O eletrólito é, então, constituído pelo óxido de alumínio dissolvido em criolita fundida. Faz-se passar pela solução uma corrente de uns 10.000 ampères, sob diferença de potencial de 5,5 volts. O óxido de alumínio é dissolvido no banho de criolita fundida, e a corrente o separa nos seus constituintes: alumínio e oxigênio.

Este processo de obtenção do alumínio foi inventado em 1886. Para que se tenha uma idéia da repercussão econômica que essa técnica teve, basta dizer que antes daquela data o alumínio custava vinte vezes mais do que custa hoje. Foi esse processo que permitiu que o alumínio tivesse a grande aplicação que todos conhecem.

O óxido de alumínio necessário para êste processo é encontrado em grande grau de pureza num mineral de alumínio chamado bauxita. O Brasil é riquíssimo em bauxita, e poderia ser um grande produtor de alumínio, se suas condições econômicas permitissem.

 

 

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