Co to jest galwanizacja i jak działa?

Elektrochemia to proces, w którym bardzo cienkie warstwy wybranego metalu są łączone z powierzchnią innego metalu na poziomie molekularnym. Sam proces obejmuje utworzenie ogniwa elektrolitycznego: urządzenia, które wykorzystuje energię elektryczną do dostarczania cząsteczek do określonej lokalizacji.

Jak działa galwanizacja

Galwanizacja polega na zastosowaniu ogniw elektrolitycznych, w których cienką warstwę metalu osadza się na powierzchni przewodzącej elektrycznie. Komórka składa się z dwóch elektrody (przewodniki), zwykle wykonane z metalu, które są trzymane osobno. Elektrody zanurzone są w elektrolicie (roztworze).

Po włączeniu prądu elektrycznego jony dodatnie w elektrolicie przejdź do ujemnie naładowanej elektrody, zwanej katodą. Jony dodatnie to atomy z jednym elektronem za mało. Po dotarciu do katody łączą się z elektronami i tracą ładunek dodatni.

Jednocześnie ujemnie naładowane jony przemieszczają się do elektrody dodatniej zwanej anodą. Jony ujemnie naładowane to atomy z jednym elektronem za dużo. Po osiągnięciu dodatniej anody przenoszą na nią elektrony i tracą ładunek ujemny.

buy instagram followers

Anoda i katoda

W jednej postaci galwanizacji metal do powlekania znajduje się na anodzie obwodu, a przedmiot do powlekania znajduje się na katoda. Zarówno anoda, jak i katoda są zanurzone w roztworze zawierającym rozpuszczoną sól metalu - na przykład an jon powlekanego metalu - i inne jony, które umożliwiają przepływ prądu przez obwód.

Prąd stały jest dostarczany do anody, utleniając jej atomy metalu i rozpuszczając je w roztworze elektrolitu. Rozpuszczone jony metali są redukowane na katodzie, nakładając metal na przedmiot. Prąd przepływający przez obwód jest taki, że szybkość rozpuszczania anody jest równa szybkości, z jaką katoda jest powlekana.

Cel galwanizacji

Istnieje kilka powodów, dla których warto pokryć przewodzącą powierzchnię metalem. Posrebrzanie i złocenie biżuterii lub srebra zwykle wykonuje się w celu poprawy wyglądu i wartości przedmiotów. Chromowanie poprawia wygląd przedmiotów, a także poprawia jego zużycie. W celu nadania odporności na korozję można zastosować powłoki cynkowe lub cynowe. Czasami galwanizacja jest wykonywana po prostu w celu zwiększenia grubości przedmiotu.

Przykład galwanizacji

Prostym przykładem procesu galwanizacji jest galwanizacja miedzi, w której ma być metal galwanicznie (miedź) stosuje się jako anodę, a roztwór elektrolitu zawiera jon metalu, który ma być galwanicznie (Cu2+ w tym przykładzie). Miedź wchodzi do roztworu na anodzie, gdy jest powlekana na katodzie. Stałe stężenie Cu2+ jest utrzymywany w roztworze elektrolitu otaczającym elektrody:

  • Anoda: Cu (s) → Cu2+(aq) + 2 e-
  • Katoda: Cu2+(aq) + 2 e- → Cu (s)

Typowe procesy galwaniczne

Metal Anoda Elektrolit Podanie
Cu Cu 20% CuSO4, 3% H2WIĘC4 elektrotyp
Ag Ag 4% AgCN, 4% KCN, 4% K2WSPÓŁ3 biżuteria, zastawa stołowa
Au Au, C, Ni-Cr 3% AuCN, 19% KCN, 4% Na3PO4 bufor biżuteria
Cr Pb 25% CrO3, 0,25% H2WIĘC4 części samochodowe
Ni Ni 30% NiSO4, 2% NiCl2, 1% H3BO3 Płyta podstawowa Cr
Zn Zn 6% Zn (CN)2, 5% NaCN, 4% NaOH, 1% Na2WSPÓŁ3, 0,5% Al2(WIĘC4)3 Stal galwanizowana
Sn Sn 8% H2WIĘC4, 3% Sn, 10% krezol-kwas siarkowy cynowane puszki
instagram story viewer