Experimento com Cilindro de Alumínio.

Esta publicação tem a finalidade de mostrar como foi feito o experimento da anodização de um cilindro de alumínio  realizada no dia 03/05/18.

Materiais utilizados:

5 béqueres

1 lixa metálica

1 pinça

Fios de cobre

Fios banana-jacaré

1 solução de NaOH 5% m/v

 1 solução de H2SO4 de 1% v/v

500 ml de agua destilada

Anilina verde

3 eletrodos de grafite

1 cilindro de alumínio

1 termômetro

1 cuba de vidro

1 fonte de tensão

1 amperímetro

Métodos

Primeiramente foi calculada a corrente necessária para se anodizar o cilindro utilizando a 1° e 2° Lei de Faraday, Equação 01. Após o valor da corrente ter sido encontrado o cilindro de alumínio foi imerso na solução eletrolítica de H₂SO₄ e foi ligado ao polo positivo (constituindo o anodo) e 3 placas de grafite foram colocadas no polo negativo ( constituindo o catodo), um amperímetro foi inserido em serie ao circuito como mostrado na figura 01.

Figura 01. circuito com amperímetro.

Após 41 minutos o cilindro foi retirado do processo de anodização e foi inserido na solução com anilina a aproximadamente 40°C por 15 minutos (vídeo 01).

Para finalizar, terminados os 15 minutos de coloração o cilindro foi imerso em água fervente (aproximadamente a 100°C) para o processo de selagem.

Resultados

Primeiramente foram medidas as dimensões do cilindro para poder obter a área do mesmo (tabela 01).Para se calcular a corrente da anodização do cilindro foi utilizada a Equação 01 como demostrado abaixo

TABELA 01: Dimensões do Cilindro

Altura (mm)	Diâmetro (mm)	Área (mm2)
40,10	19,75	3.098,73

m = K . E . i . t
Equação 01. Equação de Faraday. Fonte: WALSH, 1991.

m  = massa da substancia depositada

k = constante de proporcionalidade (1/96500)

E = equivalente massa da alumina (0,017kg)

i = corrente

                    t = tempo (1800s)                   

Obs: devido a alguns problemas encontrados durante o experimento o tempo de anodização teve de ser reduzido de 60 para 30 minutos.

Sabe-se que a formula da densidade é:

d = m / v

d = densidade da alumina (3950 kg/m³)

m = massa da alumina depositada

v = volume (área do cilindro x espessura de alumina)

Igualando as duas formulas temos:

d.v= k.E.i.t

Substituindo os valores encontrados e adotando a espessura da alumina como 25µm (EN ISSO 7599: 2010) achamos a corrente para a anodização do cilindro igual a 0,96A. Passado 30 minutos de anodização o objeto foi retirado para ser colocado no processo de coloração. Após 15 minutos o cilindro foi retirado e observou-se que a tinta não foi aderida ao metal constatando assim que não ocorreu a anodização necessária.  O cilindro  depois do processo eletrolítico esta mostrado na figura 02.

figura 02. cilindro após tentativa de anodização

Conclusão

Existem dois motivos para a não anodização do alumínio.

1° As etapas de fosqueamento (banho de NaOH) e neutralização (banho em H₂SO₄ a 1%) não foram realizadas no experimento devido a falta de atenção e comunicação entre os alunos.

2° Devido às peças de grafite serem muito grandes era constante o contato entre elas e o anodo interferindo assim na corrente do circuito.

3° O tempo da anodização teve que ser reduzido para 30 minutos pois a equipe tentou reiniciar o processo de fosqueamento e neutralização.

Postado por: Domingos Junior e Stephanie Santana

Referencias:

WALSH, Frank. The overall rates of eletrode reactions: Faraday’s laws of electrolysis. 02.ed. Reino Unido: PO1, 1991

http://www.soq.com.br/conteudos/em/eletroquimica/p6.php acesso em 02/05/2018