Kas ir galvanizācija un kā tā darbojas?

Elektroķīmija ir process, kura laikā ļoti plāni izvēlētā metāla slāņi tiek savienoti ar cita metāla virsmu molekulārā līmenī. Pats process ietver elektrolītiskās šūnas izveidošanu: ierīci, kas izmanto elektrību, lai piegādātu molekulas noteiktā vietā.

Galvanizācija ir elektrolītisko elementu uzklāšana, kurā plāns metāla slānis tiek uzklāts uz elektrību vadošas virsmas. Šūna sastāv no diviem elektrodi (vadītāji), parasti izgatavoti no metāla, kas atrodas viens no otra. Elektrodi ir iegremdēti elektrolītā (šķīdumā).

Kad ir ieslēgta elektriskā strāva, pozitīvie joni elektrolītā pārejiet uz negatīvi lādētu elektrodu, ko sauc par katodu. Pozitīvie joni ir atomi, ar vienu elektronu ir par maz. Sasniedzot katodu, tie apvienojas ar elektroniem un zaudē pozitīvo lādiņu.

Tajā pašā laikā negatīvi lādētie joni pārvietojas uz pozitīvo elektrodu, ko sauc par anodu. Negatīvi uzlādēti joni ir atomi ar vienu elektronu ir pārāk daudz. Sasniedzot pozitīvo anodu, viņi nodod tajā elektronus un zaudē negatīvo lādiņu.

Vienā galvanizācijas veidā pārklājamais metāls atrodas pie ķēdes anoda, bet pārklājamais priekšmets atrodas katods. Gan anods, gan katods ir iegremdēti šķīdumā, kas satur izšķīdinātu metāla sāli, piemēram, anodu pārklājamā metāla joni un citi joni, kas ļauj elektrībai plūst caur ķēde.

Anodam tiek piegādāta līdzstrāva, oksidējot tā metāla atomus un izšķīdinot tos elektrolīta šķīdumā. Izšķīdušie metāla joni tiek samazināti pie katoda, pārklājot metālu uz izstrādājuma. Strāva caur ķēdi ir tāda, ka anoda izšķīšanas ātrums ir vienāds ar katoda pārklājuma ātrumu.

Ir vairāki iemesli, kāpēc jūs varētu vēlēties apvilkt vadītspējīgu virsmu ar metālu. Rotaslietu vai sudraba izstrādājumu apzeltīšana un apzeltīšana parasti tiek veikta, lai uzlabotu priekšmetu izskatu un vērtību. Hromēšana uzlabo priekšmetu izskatu un uzlabo to nodilumu. Lai nodrošinātu izturību pret koroziju, var uzklāt cinka vai alvas pārklājumus. Dažreiz galvanisko pārklājumu veic vienkārši, lai palielinātu priekšmeta biezumu.

Galvanizācijas procesa vienkāršs piemērs ir vara galvanizācija, kurā jābūt metālam Par anodu izmanto pārklājumu (varš), un elektrolīta šķīdumā ir metāla jons, kuram jābūt pārklāts (Cu²⁺ šajā piemērā). Varš nonāk anodā, kad tas ir pārklāts pie katoda. Pastāvīga Cu koncentrācija²⁺ tiek uzturēts elektrolīta šķīdumā, kas ieskauj elektrodus:

• Anods: Cu (s) → Cu²⁺(aq) + 2 e^-
• Katods: Cu²⁺(aq) + 2 e^- → Cu (s)