Celda electrolítica de diafragma a escala de laboratorio

En la mayoría de las celdas de electrodeposición, ánodo y cátodo comparten un solo electrolito y nadie se preocupa. En los sistemas de deposición de manganeso, antimonio o estaño, y en mucho trabajo con sulfato de níquel, cobalto, cobre y zinc, no pueden compartirlo: el ácido regenerado en el ánodo, el empobrecimiento de metal en el cátodo y las reacciones secundarias en cualquiera de los electrodos deben mantenerse separados para que la medición signifique algo. Esta celda de diafragma existe exactamente para eso: un marco de diafragma divide el tanque en compartimentos de anolito y catolito, de modo que cada electrodo ve el electrolito que se diseñó para él, no el que creó el otro electrodo.

Qué cambia el diafragma

El diafragma es un fieltro polimérico o una membrana de intercambio catiónico, montado en un marco desmontable de PP; cuál conviene a su sistema se confirma con ensayos. Un diafragma de fieltro separa por control de convección y mantiene abiertos los caminos iónicos: es la elección habitual en trabajo de deposición de metales. Una membrana de intercambio catiónico añade selectividad a cambio de mayor resistencia y mayor costo de membrana. Como el diafragma va en un marco desmontable, cambiar de uno a otro es una tarea de cinco minutos y no una reconstrucción, y eso es lo que hace utilizable la celda en un estudio comparativo.

Tres tamaños de banco, dos materiales de cuerpo

La celda se ofrece en configuraciones de sobremesa de 5 L, 10 L y 20 L. El cuerpo es de PMMA transparente (acrílico) como estándar, así que se puede observar la evolución de gas, la morfología del depósito y el estado del diafragma durante la corrida. Para electrolitos con cloruro existe un cuerpo opcional de PP, porque el PMMA no es la respuesta correcta en esa química. Tal como se entrega, la celda está clasificada para presión atmosférica y operación desde ambiente hasta 60 °C, lo que cubre cómodamente la electrólisis de banco, pero no sistemas calientes y presurizados.

Combinación de electrodos

Los ánodos son insolubles: placa de aleación de Pb o placa de Ti con MMO (DSA), seleccionada contra el sistema electrolítico. Los cátodos son de acero inoxidable 316L o de titanio puro, con superficie pulida, para que la nucleación y el desprendimiento del depósito se comporten de forma reproducible entre corridas. La combinación importa más en servicio con diafragma que en una celda de compartimento único, porque la química del anolito puede alejarse mucho de la del catolito a lo largo de una corrida.

Entrehierro, barraje y rectificador

El entrehierro de electrodos es ajustable de 30 a 80 mm mediante la separación del marco de diafragma: un entrehierro mayor reduce la sensibilidad de la caída óhmica a la desalineación, uno menor ahorra tensión pero exige un montaje más limpio. La corriente entra por un soporte de barraje superior con terminales de conexión Ti/Cu, manteniendo la resistencia de contacto fuera de los datos. La alimentación viene de un rectificador externo aparejado, típicamente en el rango 0–10 V / 0–100 A y suministrado según el arreglo, de modo que celda y rectificador se dimensionan juntos en lugar de descubrirse desajustados en el banco.

Electrolitos a los que está destinada

El servicio central es la electrodeposición de sulfatos de Cu, Zn, Ni y Co, y el servicio con diafragma en sistemas de deposición de Mn, Sb y Sn. Los medios con cloruro o fluoruro cambian la especificación: requieren cuerpo de PP o CPVC y ánodos de Ti/MMO, así que conviene confirmar la química del medio antes de pedir.

Preguntas frecuentes

¿Diafragma de fieltro o membrana de intercambio iónico?

Para deposición de metales donde lo principal es separar los compartimentos, el fieltro es más simple y más barato. Donde hay que restringir el transporte de aniones, la membrana de intercambio catiónico es la herramienta. La selección se confirma con ensayos sobre la química de su electrolito.

¿El rectificador está incluido?

Se suministra un rectificador externo de corriente continua aparejado, típicamente 0–10 V / 0–100 A, según el arreglo y no como accesorio fijo, de modo que la clase corresponde al área de electrodo y a la densidad de corriente, no a un número de catálogo.