L'effetto del pH nella galvanica

La galvanica richiede un pH specifico per assicurarsi che le particelle metalliche rimangano in soluzione e si depositino uniformemente sul bersaglio. Le soluzioni possono essere acide o basiche. L'uso di un pH sbagliato può depositare particelle indesiderate sul bersaglio. Un processo correlato, la placcatura chimica, utilizza una soluzione di base.

Redox

Redox è una scorciatoia per reazioni di riduzione e ossidazione. Il processo di galvanica coinvolge un paio di queste reazioni. Il processo di riduzione deposita metallo al catodo e l'anodo si dissolve in un sale metallico mentre viene applicata corrente elettrica. La Georgia State University elenca alcune semireazioni potenziali dell'elettrodo per vari ioni e metalli e combinandole si ottiene la differenza di potenziale per la reazione combinata. Le semireazioni determinano quale lato della cella è l'elettrodo e quale è il catodo. La galvanica inverte queste semireazioni, motivo per cui richiede l'applicazione di una corrente elettrica, crescente con differenze di potenziale maggiori.

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Soluzioni acide

Le soluzioni galvaniche acide hanno un pH inferiore a 7. La galvanica dello stagno può essere eseguita con una soluzione acida. Le soluzioni acide formano ioni idronio, H3O+, che trasportano protoni all'anodo e creano particelle metalliche libere. Queste particelle cariche, come Tn+, vengono depositate sul metallo bersaglio, il catodo. Se il pH della soluzione è troppo basso, anche le particelle di H+, o protoni, verranno depositate sul metallo, di solito non l'obiettivo dell'elettroplaccatore.

Soluzioni di base

Le soluzioni galvaniche basiche hanno un pH superiore a 7. La zincatura galvanica può essere eseguita con una soluzione basica contenente cianuro alcalino. Vengono utilizzate anche soluzioni a base di cloruro e ammina. Una soluzione basica forma ioni idrossido, o OH-. Se il pH della soluzione è molto alto, gli idrossidi metallici come lo ZnOH si formano e iniziano a precipitare fuori dalla soluzione, riducendo l'efficienza del processo di galvanica.

Potenziali pericoli

La reazione di placcatura al cianuro alcalino è molto pericolosa. I composti di cianuro sono molto tossici, quindi è necessario utilizzare dispositivi di sicurezza. Questa reazione a base alcalina è anche esotermica, rilasciando grandi quantità di calore se utilizzata su larga scala. Per ragioni simili, il tentativo di ricaricare una batteria alcalina potrebbe provocarne l'esplosione. L'attrezzatura utilizzata nella reazione deve essere resistente ad acidi o basi forti, a seconda di quale richiede il processo di galvanica.

Placcatura senza elettricità

La placcatura chimica è una tecnica che non richiede l'applicazione di una corrente elettrica. Questo metodo ha guadagnato popolarità perché non aumenta la bolletta elettrica. Questa tecnica applica anche uno strato uniforme del rivestimento metallico in modo più efficace rispetto alla galvanica. La placcatura chimica utilizza un agente riducente, quindi richiede una soluzione alcalina. Poiché la placcatura chimica non utilizza corrente elettrica, le semireazioni non vengono invertite in questo metodo.

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