Kaj je galvanizacija in kako deluje?
Naučite se, kako so tanke plasti ene kovine povezane z drugo kovino
Andy Crawford Tim Ridley / Getty Images
Elektrokemija je proces, s katerim se zelo tanke plasti izbrane kovine vežejo na površino druge kovine na molekularni ravni. Sam proces vključuje ustvarjanje elektrolitske celice: naprave, ki uporablja elektriko za dostavo molekul na določeno mesto.
Kako deluje galvanizacija
Galvanizacija je uporaba elektrolitskih celic, pri kateri se tanka plast kovine nanese na električno prevodno površino. Celica je sestavljena iz dvehelektrode(prevodniki), običajno iz kovine, ki se držijo ločeno drug od drugega. Elektrode so potopljene v elektrolit (raztopino).
Ko se vklopi električni tok, pozitivnih ionov v elektrolitu premaknejo na negativno nabito elektrodo, imenovano katoda. Pozitivni ioni so atomi z enim elektronom premalo. Ko dosežejo katodo, se združijo z elektroni in izgubijo svoj pozitivni naboj.
Istočasno se negativno nabiti ioni premaknejo na pozitivno elektrodo, imenovano anoda. Negativno nabiti ioni so atomi z enim elektronom preveč. Ko dosežejo pozitivno anodo, prenesejo svoje elektrone nanjo in izgubijo negativni naboj.
Anoda in katoda
Pri eni od oblik galvanizacije se kovina, ki jo je treba prevleči, nahaja na anodi vezja, pri čemer je predmet, ki ga je treba prevleči, na katoda . Tako anoda kot katoda sta potopljeni v raztopino, ki vsebuje raztopljeno kovinsko sol - kot je ion kovine, ki je prevlečena - in druge ione, ki omogočajo pretok električne energije skozi vezje.
Na anodo se dovaja enosmerni tok, ki oksidira njene kovinske atome in jih raztopi v raztopini elektrolita. Raztopljeni kovinski ioni se reducirajo na katodi, tako da se kovina nanese na predmet. Tok skozi tokokrog je takšen, da je hitrost raztapljanja anode enaka hitrosti raztapljanja katode.
Namen galvanizacije
Obstaja več razlogov, zakaj bi morda želeli prevodno površino prekriti s kovino. Posrebrenje in pozlačevanje nakita ali srebrnine se običajno izvaja za izboljšanje videza in vrednosti predmetov. Kromiranje izboljša videz predmetov in tudi izboljša njihovo obrabo. Za zagotovitev odpornosti proti koroziji se lahko nanesejo prevleke iz cinka ali kositra. Včasih se galvanizacija izvaja zgolj za povečanje debeline predmeta.
Primer galvanizacije
Preprost primer postopka galvanizacije je galvanizacija bakra, pri kateri se kovina, ki jo je treba prevleči (baker), uporabi kot anoda, raztopina elektrolita pa vsebuje ion kovine, ki jo je treba prevleči (Cu2+v tem primeru). Baker gre v raztopino na anodi, ko je prevlečen na katodo. Konstantna koncentracija Cu2+se ohranja v raztopini elektrolita, ki obdaja elektrode:
- Anode: Cu(s) → Cu2+(aq) + 2 e-
- Katoda: Cu2+(aq) + 2 e-→ Z/s
Običajni postopki galvanizacije
| Kovina | Anoda | elektrolit | Aplikacija |
| z | z | 20 % CuSO4, 3 % HdvaSO4 | elektrotipija |
| pri | pri | 4 % AgCN, 4 % Industrijski park, 4 % CZKdvaCO3 | nakit, namizni pribor |
| pri | Au, C, Ni-Cr | 3 % AuCN, 19 % Industrijski park, 4 % Na3PO4medpomnilnik | nakit |
| Kr | Pb | 25 % CrO3, 0,25 % HdvaSO4 | avtomobilski deli |
| notri | notri | 30% NiSO4, 2% NiCldva, 1 % H3BO3 | Kr osnovna plošča |
| Zn | Zn | 6% Zn(CN)dva, 5 % NaCN, 4 % NaOH, 1 % NadvaCO3, 0,5 % Aldva(TAKO4)3 | pocinkano jeklo |
| Sn | Sn | 8 % HdvaSO4, 3% Sn, 10% krezol-žveplova kislina | kositrne pločevinke |