química básica - galvanoplastía

SISTEMA INTEGRADO DE GESTION AUTONOMA S.I.G.A. PILAR: CAPACITACIN

Capacitacin Internas

Qumica BsicaOsvaldo Ahumada 2012


Nombre de la Actividad: Qumica Bsica aplicada en Galvanoplasta Fundamentacin: Este curso esta destinado a entregar conocimientos bsicos de qumica aplicada al proceso de Galvanoplasta, para con esto entender de mejor manera el proceso. Poblacin Objetivo: Dirigido a trabajadores de EDELPA. Objetivo Generales: Lograr que los participantes comprendan el fundamento cientfico del proceso de Galvanoplasta. Para con ello poder entender y ejecutar de manera correcta el proceso.


Objetivos Especficos: Conocer que es la Qumica y su aplicacin a cada uno de los procesos involucrados en la fabricacin de cilindros por Galvanoplasta.

Contenidos: 1. Que es la Qumica? 2. Electroqumica 3. Reaccin REDOX 4. Electro deposicin 5. Cobrizado, Cromado y Niquelado 6. Descromado 7. Concentracin de Baos Electrolticos 8. Anlisis Qumicos de Baos 9. Anti-Humo para Cromado

10. Aseo Qumico baos Cobrizado 11. Calidad y pureza de insumos: Agua Desmineralizada 12. Pureza del Cobre 13. Pureza de Reactivos Qumicos 14. Tratamiento de Residuos RILES 15. Proceso Tratamiento de RILES 16. Qu es el cido Sulfrico? 17. Manejo de cidos 18. Qu es el pH?


QUE ES LA QUMICA?

Es la ciencia que estudia la composicin, estructura y propiedades de la materia. Adems estudia los cambios que experimenta la materia durante las reacciones y su relacin con la energa. Existen sub disciplinas en la Qumica, las cuales abarcan temas en particular, algunas de ellas son: - Qumica Orgnica: Estudia compuestos basados en carbono. - Qumica Inorgnica: Estudia compuestos formados por tomos que no contienen carbono. - Bioqumica: Estudia las reacciones qumicas de los seres vivos. - Qumica Analtica: Estudia los mtodos de deteccin y cuantificacin de sustancias en una muestra. - Electroqumica: Estudia la transformacin entre la energa Elctrica y la energa Qumica.


Electroqumica Estudia las reacciones que se dan entre una interfase de un conductor elctrico, llamado electrodo, y un conductor inico, que es una solucin electroltica. Las reacciones que se producen se conocen como Reaccin REDOX


Reaccin REDOX Abreviacin de Reaccin de xido Reduccin. En ella se produce un cambio en el estado de oxidacin de los elementos participantes. Estado de oxidacin: carga elctrica de un tomo Cu 0 (slido) Cu +2 (en solucin) + 2 Electrones

Cu +2

(en solucin) + 2 electrones

Cu 0 (slido)


Electro-deposicin Es un proceso electroqumico, en el que se usa una corriente elctrica para depositar tomos de un elemento sobre un objeto conductivo. Este proceso se realiza en un bao con un nodo y un ctodo cubiertos por una solucin de sales del elemento que se depositar. El nodo es el que aporta los tomos a la solucin, a medida que se consumen en el ctodo.


Cobrizado, Cromado y Niquelado Procesos en los que se depositan tomos de Cobre, Cromo y Nquel sobre una superficie. En ellos se dispone de nodos de los respectivos metales (Pellets de Cobre, nodos de Cromo y Nquel). Las soluciones son de sales de los mismos elementos (Sulfato de Cobre, cido Crmico o Trixido de Cromo, Sal de Nquel). Una parte importante es el cido Sulfrico para poder permitir el flujo de corriente en los baos. Adems de agua desmineralizada (libre de minerales, cloro, etc.)


Descromado El Descromado es un proceso que se realiza por medio de un ataque cido (cido clorhdrico o cido sulfrico) sobre la superficie cromada. Adems se adiciona un Catalizador para aumentar la velocidad de reaccin y proteger el cobre del cilindro. Se cuenta con un nuevo Descromador, el cual adems adiciona un Rectificador, que trabaja en fase catdica, (el cilindro es el ctodo). Con el cual se elimina la capa de pasivacin que se encuentra sobre el cilindro. Posterior a esto, acta el proceso Qumico


Concentracin de Baos Electrolticos La concentracin de sales y cidos se debe mantener constantes para tener una deposicin ptima, con el fin de no tener variaciones de corriente, manchas, poros, etc. Debido a estos es que se controlan de manera peridica las concentraciones, para verificar las variaciones y poder ajustar la deficiencia de cada uno.


Anlisis Qumico Los anlisis realizados en Galvano son los siguientes.- Cobrizado, concentracin de sulfato de cobre y cido sulfrico - Cromado, concentracin de cido crmico y cido sulfrico - Desengrase, concentracin de sal LP Cleaner

Para stos anlisis se disponen de metodologas proporcionadas por Daetwyler y validadas por nosotros.


Anti-Humo para Cromado Se agrega este producto que es un tensoactivo para poder aumentar la tensin superficial del bao de cromado. Con esto se reducen las emanaciones de vapores de Cromo hacia el ambiente y a los operadores.


Aseo Qumico de Baos Cobrizado Se debe realizar aseo qumico a los baos de cobrizado para reducir la concentracin de impurezas orgnicas. Este Aseo se realiza con filtros de Carbn Activado, Agua Oxigenada al 30 % y a una temperatura de los baos sobre los 40. En esta reaccin, se libera Oxigeno y Agua, bajo la reaccin:2*H2O2 > 2H2O + O2

Con este proceso se eliminan los hongos imperfectos anaerobios presentes en el bao, que al contacto con el oxigeno liberado mueren.


Calidad y Pureza de InsumosAGUA DESMINERALIZADA La planta de Agua Desmineralizada contempla los siguientes procesos: Filtro arena: Retiene las partculas en suspensin que hay en el agua. Filtro carbn activado: Su funcin es eliminar el cloro y la presencia de contaminantes orgnicos que pueda tener el agua. Filtro 5 micrones: Permite la retencin de bacterias y partculas en suspensin hasta 5 micrones (1 Micrn = un milsimo de milmetro) Ablandador: Realiza la eliminacin del Calcio y Magnesio, que producen la Dureza del agua. Osmosis inversa: Proceso que elimina las sales minerales. Resinas Desmineralizador: Eliminan la totalidad de minerales presentes en el agua y ajusta el pH .

* La calidad del agua se analiza diariamente, midiendo su Conductividad y presencia de Cloruros. Conductividad Agua Desmineralizada : Conductividad Agua Potable : < 10 S/cm 10.000 S/cm


PUREZA DEL COBRE (PELLETS) Los pellets de Cobre utilizados requieren la mxima pureza posible. Sus caractersticas son: Cobre Selenio Telurio Bismuto Antimonio Fsforo Arsnico Plomo Azufre Hierro 99.99 % mnimo 0.0001 % mx. 0.0002 % mx. 0.00005 % mx. 0.0004 % mx. 0.0003 % mx. 0.0002 % mx. 0.0004 % mx. 0.0014 % mx. 0.0007 % mx.


PUREZA DE REACTIVOS QUIMICOS La pureza de los reactivos qumicos utilizados, es un punto fundamental en el proceso. Debido a que si se ocupan productos de baja calidad, podemos agregar gran cantidad de impurezas. Es por esto que los productos utilizados en galvano son de alta pureza por ejemplo: - cido Sulfrico utilizado es de Grado Para Anlisis. Este grado nos indica de manera exacta la cantidad de impurezas que contiene el reactivo, las cuales son muy bajas. - Sulfato de Cobre, Posee una pureza mnima de 98.5 %, y una concentracin de impurezas de Hierro 0.003 % mximo. - cido Crmico, se utiliza con una pureza mayor a 99.6 %, y bajo en Sulfato y Sodio.


Tratamiento de Residuos - RILES Los RILES Residuos Industriales Lquidos son uno de los subproductos mas complicados en todo proceso industrial. Existen normativas vigentes del Ministerio de Obras Pblicas, como es el Decreto Supremo N 609, el cual establece los lmites de contaminantes que se pueden descargar al alcantarillado. Nuestro Riles, contienen todo tipo de contaminantes, pero los que son de nuestro inters son Cobre y Cromo.


Proceso de Tratamiento RILES El proceso de tratamiento utilizado en EDELPA, es fsico-qumico. Se producen reacciones qumicas para poder obtener slidos insolubles en agua. Posterior a estos se floculan estos slidos para poder aumentar su tamao y poder precipitar. Finalmente son dispuestos en bolsas filtrantes, las cuales dejan pasar el agua tratada que pueda quedar. Dejando solamente los lodos en su interior. Estas bolsas o sacos con lodos son posteriormente enviados a la empresa Hidronor, para su disposicin final.


Mtodo TratamientoTratamiento RIL de Cobre El tratamiento se realiza agregando Soda Custica (NaOH) al RIL, generndose un slido insoluble. Cu+2 + 2 OHCu(OH)2

El tratamiento se realiza a un pH mayor a 8.



Qu es el cido Sulfrico? Es un compuesto qumico muy corrosivo, aceitoso e incoloro. Reacciona violentamente con el agua, generando calor y vapores. Es el producto qumico que mas se produce en todo el mundo, se emplea en gran parte para la fabricacin de fertilizantes y en la produccin de minerales (Cobre).


Manejo de cidos Para adicionarlos, primero debe ser agregada el agua, posteriormente el cido. Al estar diluidos en agua su efecto es menor. Poseen gran poder deshidratante, debido a esto producen quemaduras graves. Ya que absorben la humedad de las clulas. Su manejo se debe realizar con equipos de proteccin personal para cara, manos, y en casos extremos para el cuerpo.


Que es el pH? El pH es la media de la acidez o la alcalinidad de una solucin. El pH indica la cantidad de hidrgeno presente. H2SO4 2 H+ + SO4-2 El valor del pH se mide en forma precisa mediante un potencimetro o pH-metro. Adems existen indicadores colorimtricos de pH, los cuales a diferentes niveles de pH cambian de color. Su escala va desde pH =1 que es cido, hasta pH=14 que es Bsico o Alcalino. Un pH=7 se considera como neutro.


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