Elektrochemija yra procesas, kurio metu labai ploni pasirinkto metalo sluoksniai molekuliniu lygmeniu yra sujungiami su kito metalo paviršiumi. Pats procesas apima elektrolitinio elemento sukūrimą: prietaisą, kuris naudoja elektrą molekulėms pristatyti į tam tikrą vietą.
Kaip veikia galvanizacija
Galvanizacija yra elektrolitinių elementų, kuriuose plonas metalo sluoksnis nusodinamas ant elektrai laidžio paviršiaus, uždėjimas. Ląstelę sudaro du elektrodai (laidininkai), paprastai pagaminti iš metalo, kurie laikomi vienas nuo kito. Elektrodai yra panardinami į elektrolitą (tirpalą).
Kai įjungiama elektros srovė, teigiami jonai elektrolite pereikite prie neigiamai įkrauto elektrodo, vadinamo katodu. Teigiami jonai yra atomai, kurių vieno elektrono per mažai. Kai jie pasiekia katodą, jie sujungiami su elektronais ir praranda teigiamą krūvį.
Tuo pačiu metu neigiamai įkrauti jonai juda į teigiamą elektrodą, vadinamą anodu. Neigiamai įkrauti jonai yra atomai, kurių vienas elektronas yra per daug. Pasiekę teigiamąjį anodą, jie perkelia į jį savo elektronus ir praranda neigiamą krūvį.
Anodas ir katodas
Vienoje galvanizavimo formoje metalas, kuris turi būti dengtas, yra grandinės anode, o apdengiamas gaminys - katodas. Tiek anodas, tiek katodas yra panardinami į tirpalą, kuriame yra ištirpinta metalo druska, tokia kaip an metalo jonai ir kiti jonai, leidžiantys tekėti elektrai per grandinė.
Į anodą tiekiama nuolatinė srovė, oksiduodama jo metalo atomus ir ištirpindama juos elektrolito tirpale. Ištirpę metalo jonai redukuojami prie katodo, padengiant metalą daiktu. Srovė per grandinę yra tokia, kad anodo ištirpimo greitis yra lygus katodo padengimo greičiui.
Galvanizavimo tikslas
Yra keletas priežasčių, kodėl gali tekti dengti laidų paviršių metalu. Juvelyrinių dirbinių arba sidabro dirbinių sidabro padengimas ir auksavimas dažniausiai atliekamas siekiant pagerinti daiktų išvaizdą ir vertę. Chromo danga pagerina daiktų išvaizdą ir pagerina jų nusidėvėjimą. Gali būti dengiamos cinko arba alavo dangos, kad būtų užtikrintas atsparumas korozijai. Kartais galvanizacija atliekama paprasčiausiai norint padidinti daikto storį.
Galvanizavimo pavyzdys
Paprastas galvanizavimo proceso pavyzdys yra vario galvanizavimas, kuriame turi būti metalas kaip anodas yra padengtas (varis), o elektrolito tirpale yra metalo jonai dengtas (Cu2+ šiame pavyzdyje). Varis patenka į tirpalą prie anodo, kai yra dengiamas prie katodo. Pastovi Cu koncentracija2+ palaikomas elektrolito tirpale, supančiame elektrodus:
- Anodas: Cu (s) → Cu2+(aq) + 2 e-
- Katodas: Cu2+(aq) + 2 e- → Cu (-ai)
Įprasti galvanizavimo procesai
| Metalas | Anodas | Elektrolitas | Taikymas |
| Cu | Cu | 20% CuSO4, 3% H2Taigi4 | elektrotipas |
| Ag | Ag | 4% AgCN, 4% KCN, 4% K2CO3 | papuošalai, indai |
| Au | Au, C, Ni-Cr | 3% AuCN, 19% KCN, 4% Na3PO4 buferis | papuošalai |
| Kr | Pb | 25% CrO3, 0,25% H2Taigi4 | automobilių dalys |
| Ni | Ni | 30% NiSO4, 2% NiCl2, 1% H3BO3 | Cr pagrindo plokštė |
| Zn | Zn | 6% Zn (CN)2, 5% NaCN, 4% NaOH, 1% Na2CO3, 0,5% Al2(SO4)3 | cinkuotas plienas |
| Sn | Sn | 8% H2Taigi4, 3% Sn, 10% krezol-sieros rūgšties | skardinės skardinės |