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 doelwit afzetten. Een verwant proces, stroomloos plateren, gebruikt een basisoplossing.

Redox is een afkorting voor reductie- en oxidatiereacties. Het galvanisatieproces omvat een paar van deze reacties. Het reductieproces zet metaal af aan de kathode en de anode lost op in een metaalzout terwijl elektrische stroom wordt toegepast. Georgia State University somt enkele elektrodepotentiaalhalfreacties op voor verschillende ionen en metalen, en door deze te combineren krijg je het potentiaalverschil voor de gecombineerde reactie. De halfreacties bepalen welke kant van de cel de elektrode is en welke kant de kathode. Galvaniseren keert deze halfreacties om, daarom is het nodig een elektrische stroom aan te leggen, die toeneemt met grotere potentiaalverschillen.

Zure galvaniseeroplossingen hebben een pH lager dan 7. Het galvaniseren van tin kan 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 er ook H+-deeltjes of protonen op het metaal worden afgezet - meestal niet het doel van de elektroplater.

Basische galvaniseeroplossingen hebben een pH boven 7. Galvaniseren van zink kan worden uitgevoerd met een basische oplossing die alkalisch cyanide bevat. Op chloride en amine gebaseerde oplossingen 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 beginnen uit de oplossing te precipiteren, waardoor de efficiëntie van het galvanisatieproces wordt verminderd.

De alkalische cyanide-plateringsreactie is zeer gevaarlijk. Cyanideverbindingen zijn zeer giftig, dus er moet veiligheidsuitrusting worden gebruikt. Deze op alkali gebaseerde reactie is ook exotherm en geeft bij grootschalige toepassing grote hoeveelheden warmte af. Om soortgelijke redenen kan het proberen om een ​​alkalinebatterij op te laden tot ontploffing leiden. Apparatuur die bij de reactie wordt gebruikt, moet bestand zijn tegen sterke zuren of basen, afhankelijk van welke het galvanisatieproces vereist.

Stroomloos plateren is een techniek waarbij geen elektrische stroom hoeft te 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. Bij stroomloos plateren wordt een reductiemiddel gebruikt, dus het vereist een alkalische oplossing. Omdat stroomloos plateren geen elektrische stroom gebruikt, worden de halfreacties bij deze methode niet omgekeerd.