تأثير الأس الهيدروجيني في الطلاء الكهربائي

يتطلب الطلاء الكهربائي درجة حموضة معينة للتأكد من بقاء الجزيئات المعدنية في المحلول وترسبها بالتساوي على الهدف. قد تكون الحلول حمضية أو أساسية. يمكن أن يؤدي استخدام الرقم الهيدروجيني الخاطئ إلى ترسيب جزيئات غير مرغوب فيها على الهدف. عملية ذات صلة ، الطلاء الكهربائي ، تستخدم الحل الأساسي.

الأكسدة والاختزال هي اختصار لتفاعلات الاختزال والأكسدة. تتضمن عملية الطلاء الكهربائي زوجًا من هذه التفاعلات. ترسب عملية الاختزال المعدن عند الكاثود ، ويذوب الأنود في ملح معدني أثناء تطبيق التيار الكهربائي. تسرد جامعة ولاية جورجيا بعض التفاعلات النصفية المحتملة للإلكترود لمختلف الأيونات والمعادن ، ويمنحك دمجها فرقًا محتملًا للتفاعل المشترك. تحدد نصف التفاعلات أي جانب من الخلية هو القطب وأي جانب هو الكاثود. يعكس الطلاء بالكهرباء هذه التفاعلات النصفية ، وهذا هو السبب في أنه يتطلب تطبيق تيار كهربائي ، مع زيادة الاختلافات المحتملة.

محاليل الطلاء الكهربائي الحمضية لها درجة حموضة أقل من 7. يمكن عمل الطلاء الكهربائي للقصدير بمحلول حمضي. تشكل المحاليل الحمضية أيونات الهيدرونيوم ، H3O + ، التي تنقل البروتونات إلى القطب الموجب وتنتج جزيئات معدنية حرة. تترسب هذه الجسيمات المشحونة ، مثل Tn + ، على المعدن المستهدف ، الكاثود. إذا كان الرقم الهيدروجيني للمحلول منخفضًا جدًا ، فإن جزيئات H + ، أو البروتونات ، سوف تترسب أيضًا على المعدن - عادةً ليس الهدف من الطلاء الكهربائي.

محاليل الطلاء الكهربائي الأساسية لها درجة حموضة أعلى من 7. يمكن إجراء الطلاء الكهربائي بالزنك بمحلول أساسي يحتوي على السيانيد القلوي. كما تستخدم المحاليل القائمة على الكلوريد والأمين. يشكل المحلول الأساسي أيونات الهيدروكسيد ، أو OH-. إذا كان الرقم الهيدروجيني للمحلول مرتفعًا جدًا ، تتشكل هيدروكسيدات المعادن مثل ZnOH وتبدأ في الترسب من المحلول ، مما يقلل من كفاءة عملية الطلاء الكهربائي.

تفاعل طلاء السيانيد القلوي خطير للغاية. مركبات السيانيد شديدة السمية ، لذلك يجب استخدام معدات السلامة. هذا التفاعل القلوي هو أيضًا طارد للحرارة ، ويطلق كميات كبيرة من الحرارة إذا تم استخدامه على نطاق واسع. لأسباب مماثلة ، قد تؤدي محاولة إعادة شحن بطارية قلوية إلى انفجارها. يجب أن تكون المعدات المستخدمة في التفاعل مقاومة للأحماض أو القواعد القوية ، اعتمادًا على أي منها تتطلب عملية الطلاء الكهربائي.

الطلاء غير الكهربائي هو تقنية لا تتطلب تطبيق تيار كهربائي. اكتسبت هذه الطريقة شعبية لأنها لا تزيد من فاتورة الكهرباء. تطبق هذه التقنية أيضًا طبقة متساوية من الطلاء المعدني بشكل أكثر فاعلية من الطلاء الكهربائي. يستخدم الطلاء غير الكهربائي عامل اختزال ، لذلك يتطلب محلول قلوي. نظرًا لأن الطلاء غير الكهربائي لا يستخدم تيارًا كهربائيًا ، لا يتم عكس التفاعلات النصفية في هذه الطريقة.