Estudo voltamétrico do processo de eletrodeposição de ferro a partir de um banho não cianetado.

ISBN 978-85-85905-23-1

Área

Química Analítica

Autores

Marques Vidal, M. (UVA) ; Patrick Barbano, E. (UVA)

Resumo

A eletrodeposição de metais e ligas apresenta elevado interesse industrial e econômico, pois permite que materiais menos nobres e consequentemente mais baratos sejam empregados industrialmente. O objetivo deste trabalho foi o de estudar voltamétricamente o processo de eletrodeposição de ferro (Fe), sobre platina (Pt), partindo de um banho na ausência de cianeto. O voltamograma de deposição de cobalto apresentou dois processos catódicos c₁ (-0,30 V a -0,72 V), c₂ (-0,72 V a -0,92 V). O perfil potenciostático para a eletrodeposição de Fe foi constante com densidade de corrente de ~ -0,5 mA/cm². A eletrodeposição de Fe foi possível através do banho proposto, obtendo filmes finos e globulares, sem dendritas e com ~82 % de Fe.

Palavras chaves

Eletrodeposição ; Cianetado; Ferro

Introdução

A eletrodeposição de metais e ligas metálicas é um processo de grande interesse econômico, permitindo que materiais menos nobres sejam empregados industrialmente, com excelentes resultados, barateando os custos de produção. O revestimento confere ao substrato base novas propriedades físico-químicas, mecânicas e elétricas, bem como boa aparência e, muitas vezes, melhora na resistência à corrosão. Para o estudo dos eletrodepósitos, assim obtidos, utilizam-se métodos eletroquímicos/químicos de análise ex- situ [1] e in-situ [2]. Deve-se lembrar de que, embora haja interesse em investigar a eletrodeposição de metais puros, esse estudo auxilia o entendimento dos processos de eletrodeposição de ligas e amplia o conhecimento já realizado sobre eletrodeposição de ferro. O interesse na eletrodeposição de Fe se deve a diversos fatores, dentre os quais a eletrodepósitos obtidos deste metal apresentam uma vasta gama de aplicações em dispositivos elétricos e magnéticos [3]. Este projeto teve por objetivo estudar o processo voltamétrico de eletrodeposição de Fe à base de um banho livre de cianeto.

Material e métodos

Os eletrodepósitos de Fe foram obtidos a partir de um banho contendo sais de ferro e do complexante para os íons metálicos. A célula eletroquímica utilizada foi do tipo Metrohm para três eletrodos com platina como eletrodo de trabalho, contra-eletrodo (fio de platina) e o eletrodo de referência (Ag/AgCl sat.). O potencial hidrogeniônico das soluções foi aferido com um pH-metro micronal B 474, utilizando eletrodo de vidro combinado. Os estudos potenciodinâmicos e potenciostáticos foram feitos com um potenciostato/galvanostato Autolab PGSTAT 128N. A análise morfológica dos eletrodepósitos foi realizada por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e a composição química dos mesmos foi determinada por espectroscopia de dispersão de energia de raios X (EDX).

Resultado e discussão

A Figura 1 mostra um voltamograma cíclico típico do substrato de Pt em banhos contendo o sal de ferro na presença de 0,015 mol L^-1 (complex)^3- (Fig. 1 linha sólida) e também na ausência dos sais de deposição, ou seja, contendo apenas 0,015 mol L^-1 de (complex) ^3- (Fig. 1 linha tracejada). Pode-se verificar na varredura catódica de deposição do sistema Pt/Fe(II)- complex (Fig. 1), dois picos largos de corrente catódica c₁ (-0,30 V a -0,72 V), c₂ (-0,72 V a -0,92 V). A Figura 2(a) mostra o perfil potenciostático para a eletrodeposição de ferro, mostrando que a densidade de corrente de deposição se manteve praticamente constante em torno de -0,5 mA/cm². A Figura 2(b) apresenta uma micrografia obtida por MEV do eletrodepósito de Fe, mostrando que um filme eletrodepositado foi possível. Pode-se observar que o eletrodepósito não apresenta trincas e dendritas e que, a partir das analises por EDX um percentual de ~82 % de Fe foi observado nos eletrodepósitos.

Curva voltamétrica da Pt obtida em soluções de Fe- complex (linha sólida) e complex (linha tracejada) a 10 mVs-1, pH 4,0.


(a) Perfil potenciostático para a eletrodeposição de Fe; (b) MEV do eletrodepósito de Fe sobre SiTi/Cu, pH 4,0, com 5 C de carga de deposição.

Conclusões

Eletrodepósitos de ferro foram obtidos com sucesso a partir do banho ácido proposto, obtendo depósitos sem trincas, dendritas e de composição química com ~82% de cobalto. Os resultados iniciais do trabalho são promissores e ampliam o entendimento sobre processos de eletrodeposição de metais e de ferro.

Agradecimentos

CNPq, CAPES, Funcap e Universidade Estadual Vale do Acaraú pela infraestrutura e apoio financeiro do sistema de estágio e bolsas.

Referências

1. CARLOS, I. A.; SOUZA, C. A. C.; PALLONE, E. M. J. A.; CARDOSO, R. H. P.; LIMA NETO, B. S.; J. Appl. Electrochem. 30 (2000) 987.
2. CÓRDOBA, S. I.; CARLOS, I. A.; J. Electroanal. Chem. 414 (1996) 11.
3. VALLÉS, E., et al, Characterisation of cobalt/copper multilayers obtained by electrodeposition, Surface and Coatings Technology, 153 (2002), 261-266.