電気めっきでは、金属粒子が溶液中に残り、ターゲットに均一に堆積するように、特定のpHが必要です。 溶液は酸性または塩基性の場合があります。 間違ったpHを使用すると、ターゲットに不要な粒子が堆積する可能性があります。 関連するプロセスである無電解めっきでは、基本的なソリューションを使用します。
レドックス
レドックスは、還元および酸化反応の省略形です。 電気めっきプロセスには、これらの反応のペアが含まれます。 還元プロセスはカソードに金属を堆積させ、電流が印加されている間、アノードは金属塩に溶解します。 ジョージア州立大学は、さまざまなイオンと金属の電極電位半反応をいくつかリストしています。これらを組み合わせると、組み合わせた反応の電位差が得られます。 半反応は、セルのどちら側が電極で、どちら側がカソードであるかを決定します。 電気めっきはこれらの半反応を逆転させます。そのため、電流を流す必要があり、電位差が大きくなると増加します。
酸性溶液
酸性電気めっき液のpHは7未満です。 スズの電気めっきは酸性溶液で行うことができます。 酸性溶液はヒドロニウムイオンH3O +を形成し、これがプロトンをアノードに輸送して遊離金属粒子を生成します。 Tn +などのこれらの荷電粒子は、ターゲット金属であるカソードに堆積します。 溶液のpHが低すぎると、H +の粒子、つまりプロトンも金属上に堆積します。通常、電気めっき装置の目的ではありません。
基本的なソリューション
基本的な電気めっき液のpHは7を超えています。 亜鉛電気めっきは、シアン化アルカリを含む塩基性溶液で行うことができます。 塩化物およびアミンベースの溶液も使用されます。 塩基性溶液は水酸化物イオン、またはOH-を形成します。 溶液のpHが非常に高い場合、ZnOHなどの金属水酸化物が形成され、溶液から沈殿し始め、電気めっきプロセスの効率が低下します。
潜在的な危険
アルカリシアン化物めっき反応は非常に危険です。 シアン化合物は非常に毒性が高いため、安全装置を使用する必要があります。 このアルカリベースの反応も発熱性であり、大規模に使用すると大量の熱を放出します。 同様の理由で、アルカリ乾電池を充電しようとすると、爆発する可能性があります。 反応に使用される機器は、電気めっきプロセスで必要なものに応じて、強酸または強塩基に耐性がなければなりません。
無電解めっき
無電解めっきは、電流を流す必要のない技術です。 この方法は、電気代がかからないため人気があります。 この技術はまた、電気めっきよりも効果的に金属コーティングの均一な層を適用します。 無電解めっきは還元剤を使用しているため、アルカリ性溶液が必要です。 無電解めっきは電流を使用しないため、この方法では半反応が逆転しません。