Влияние pH на гальванику

Гальваника требует определенного pH, чтобы частицы металла оставались в растворе и равномерно осаждались на мишени. Растворы могут быть кислыми или щелочными. Использование неправильного pH может привести к отложению нежелательных частиц на мишени. В родственном процессе, химическом нанесении покрытия, используется базовое решение.

Редокс - это сокращение для реакций восстановления и окисления. Процесс гальваники включает в себя пару этих реакций. В процессе восстановления металл осаждается на катоде, а анод растворяется в соли металла при приложении электрического тока. Университет штата Джорджия перечисляет некоторые половинные реакции электродного потенциала для различных ионов и металлов, и их объединение дает вам разность потенциалов для комбинированной реакции. Половинные реакции определяют, какая сторона ячейки является электродом, а какая - катодом. Гальваника обращает эти половинные реакции, поэтому требует приложения электрического тока, увеличивающегося с увеличением разности потенциалов.

Кислые растворы для гальваники имеют pH ниже 7. Гальванику олова можно производить кислотным раствором. Кислые растворы образуют ионы гидроксония H3O +, которые переносят протоны к аноду и создают свободные металлические частицы. Эти заряженные частицы, такие как Tn +, осаждаются на целевой металл, катод. Если pH раствора слишком низкий, частицы H + или протоны также будут осаждаться на металле, что обычно не является целью гальваники.

Основные гальванические растворы имеют pH выше 7. Гальваническое покрытие цинком можно проводить с помощью щелочного раствора, содержащего цианид щелочного металла. Также используются растворы на основе хлоридов и аминов. Основной раствор образует ионы гидроксида, или ОН-. Если pH раствора очень высок, гидроксиды металлов, такие как ZnOH, образуются и начинают выпадать в осадок из раствора, снижая эффективность процесса гальваники.

Щелочная реакция покрытия цианидом очень опасна. Цианидные соединения очень токсичны, поэтому необходимо использовать средства защиты. Эта щелочная реакция также является экзотермической, выделяя большое количество тепла при использовании в больших масштабах. По тем же причинам попытка перезарядить щелочную батарею может привести к ее взрыву. Оборудование, используемое в реакции, должно быть устойчивым к сильным кислотам или щелочам, в зависимости от того, какое из них требуется для процесса гальваники.

Электрохимическое нанесение покрытия - это метод, не требующий подачи электрического тока. Этот метод приобрел популярность, поскольку не увеличивает счет за электроэнергию. Этот метод также позволяет наносить ровный слой металлического покрытия более эффективно, чем гальваника. Для нанесения покрытия методом химического восстановления используется восстановитель, поэтому для него требуется щелочной раствор. Поскольку для химического нанесения покрытия не используется электрический ток, в этом методе половинные реакции не меняются.