science >> Wetenschap >  >> anders

Het effect van pH bij galvaniseren

Galvaniseren vereist een specifieke pH om ervoor te zorgen dat de metaaldeeltjes in oplossing blijven en gelijkmatig op het doel worden afgezet. Oplossingen kunnen zuur of basisch zijn. Het gebruik van de verkeerde pH kan ongewenste deeltjes op het doel afzetten. Een verwant proces, stroomloos plateren, maakt gebruik van een basisoplossing.
Redox

Redox is een afkorting voor reductie- en oxidatiereacties. Het galvaniseerproces omvat een paar van deze reacties. Het reductieproces zet metaal af op de kathode en de anode lost op in een metaalzout terwijl elektrische stroom wordt aangelegd. Georgia State University somt een aantal elektrode potentiële halfreacties op voor verschillende ionen en metalen, en het combineren van deze geeft je het potentiële verschil voor de gecombineerde reactie. De halve reacties bepalen welke zijde van de cel de elektrode is en welke zijde de kathode. Galvaniseren keert deze halve reacties om, daarom moet er een elektrische stroom worden aangelegd, die toeneemt met grotere potentiaalverschillen.
Zure oplossingen

Zure galvanische oplossingen hebben een pH lager dan 7. Tin galvaniseren kan worden gedaan met een zure oplossing. Zure oplossingen vormen hydroniumionen, H3O +, die protonen naar de anode transporteren en vrije metaaldeeltjes creëren. Deze geladen deeltjes, zoals Tn +, worden afgezet op het doelmetaal, de kathode. Als de pH van de oplossing te laag is, zullen ook H + -deeltjes of protonen op het metaal neerslaan - meestal niet het doel van de galvaniseerder.
Basisoplossingen

Basisoplossingen voor galvaniseren hebben een pH boven 7. Galvaniseren met zink kan worden uitgevoerd met een basische oplossing die alkalische cyanide bevat. Oplossingen op basis van chloride en amine worden ook gebruikt. Een basische oplossing vormt hydroxide-ionen of OH-. Als de pH van de oplossing erg hoog is, vormen zich metaalhydroxiden zoals ZnOH en slaan neer uit de oplossing, waardoor de efficiëntie van het galvaniseerproces wordt verminderd. Potentiële gevaren

De alkalische cyanideplatingsreactie is zeer gevaarlijk. Cyanideverbindingen zijn zeer giftig, daarom moet veiligheidsuitrusting worden gebruikt. Deze reactie op alkalische basis is ook exotherm, waarbij grote hoeveelheden warmte vrijkomen bij gebruik op grote schaal. Om soortgelijke redenen kan een poging om een alkalinebatterij op te laden ertoe leiden dat deze ontploft. Apparatuur die bij de reactie wordt gebruikt, moet bestand zijn tegen sterke zuren of basen, afhankelijk van welke het galvaniseerproces vereist.
Stroomloos plateren

Stroomloos plateren is een techniek waarbij geen elektrische stroom moet worden aangelegd. Deze methode is populair geworden omdat het de energierekening niet verhoogt. Deze techniek brengt ook een gelijkmatige laag van de metaalcoating effectiever aan dan galvaniseren. Chemisch plateren gebruikt een reductiemiddel, dus het vereist een alkalische oplossing. Omdat stroomloos plateren geen elektrische stroom gebruikt, worden de halfreacties bij deze methode niet omgekeerd.