ผลของ pH ในการชุบด้วยไฟฟ้า

การชุบด้วยไฟฟ้าต้องใช้ค่า pH เฉพาะเพื่อให้แน่ใจว่าอนุภาคโลหะยังคงอยู่ในสารละลายและถูกสะสมอย่างสม่ำเสมอบนชิ้นงาน สารละลายอาจเป็นกรดหรือด่าง การใช้ค่า pH ที่ไม่ถูกต้องสามารถสะสมอนุภาคที่ไม่ต้องการไว้บนเป้าหมายได้ กระบวนการที่เกี่ยวข้อง การชุบด้วยไฟฟ้า ใช้สารละลายพื้นฐาน

รีดอกซ์เป็นชวเลขสำหรับปฏิกิริยารีดักชันและปฏิกิริยาออกซิเดชัน กระบวนการชุบด้วยไฟฟ้าเกี่ยวข้องกับปฏิกิริยาเหล่านี้คู่หนึ่ง กระบวนการรีดักชันจะฝากโลหะไว้ที่แคโทด และแอโนดจะละลายเป็นเกลือของโลหะในขณะที่ใช้กระแสไฟฟ้า มหาวิทยาลัยแห่งรัฐจอร์เจียแสดงรายการปฏิกิริยาครึ่งหนึ่งที่อาจเกิดขึ้นของอิเล็กโทรดสำหรับไอออนและโลหะต่างๆ และการรวมสิ่งเหล่านี้จะทำให้คุณมีความต่างศักย์สำหรับปฏิกิริยารวม ปฏิกิริยาครึ่งหนึ่งกำหนดว่าด้านใดของเซลล์เป็นขั้วไฟฟ้าและด้านใดเป็นขั้วลบ การชุบด้วยไฟฟ้าจะย้อนกลับปฏิกิริยาครึ่งหนึ่งซึ่งเป็นสาเหตุที่ต้องใช้กระแสไฟฟ้า เพิ่มขึ้นตามความต่างศักย์ที่มากขึ้น

สารละลายชุบด้วยไฟฟ้าที่เป็นกรดมีค่า pH ต่ำกว่า 7 การชุบด้วยไฟฟ้าดีบุกสามารถทำได้ด้วยสารละลายที่เป็นกรด สารละลายที่เป็นกรดจะสร้างไฮโดรเนียมไอออน H3O+ ซึ่งขนส่งโปรตอนไปยังแอโนดและสร้างอนุภาคโลหะอิสระ อนุภาคที่มีประจุเหล่านี้ เช่น Tn+ ถูกสะสมไว้บนโลหะเป้าหมาย แคโทด หาก pH ของสารละลายต่ำเกินไป อนุภาคของ H+ หรือโปรตอนก็จะถูกสะสมบนโลหะด้วย ซึ่งมักจะไม่ใช่เป้าหมายของเครื่องชุบด้วยไฟฟ้า

สารละลายการชุบด้วยไฟฟ้าขั้นพื้นฐานมีค่า pH สูงกว่า 7 การชุบด้วยไฟฟ้าสังกะสีสามารถทำได้ด้วยสารละลายพื้นฐานที่มีอัลคาไลน์ไซยาไนด์ นอกจากนี้ยังใช้สารละลายคลอไรด์และเอมีน สารละลายพื้นฐานสร้างไฮดรอกไซด์ไอออนหรือ OH- หาก pH ของสารละลายสูงมาก โลหะไฮดรอกไซด์ เช่น ZnOH จะก่อตัวและเริ่มตกตะกอนออกจากสารละลาย ส่งผลให้ประสิทธิภาพของกระบวนการชุบโลหะด้วยไฟฟ้าลดลง

ปฏิกิริยาการชุบอัลคาไลน์ไซยาไนด์เป็นสิ่งที่อันตรายมาก สารประกอบไซยาไนด์เป็นพิษมาก ดังนั้นต้องใช้อุปกรณ์ความปลอดภัย ปฏิกิริยาที่เป็นด่างนี้เป็นปฏิกิริยาคายความร้อนเช่นกัน ซึ่งจะปล่อยความร้อนปริมาณมากหากใช้ในปริมาณมาก ด้วยเหตุผลที่คล้ายกัน การพยายามชาร์จแบตเตอรี่อัลคาไลน์อาจทำให้แบตเตอรี่ระเบิดได้ อุปกรณ์ที่ใช้ในปฏิกิริยาต้องทนต่อกรดหรือด่างอย่างแรง ขึ้นอยู่กับว่ากระบวนการชุบโลหะด้วยไฟฟ้าต้องการแบบใด

การชุบด้วยไฟฟ้าเป็นเทคนิคที่ไม่ต้องใช้กระแสไฟฟ้า วิธีนี้ได้รับความนิยมเพราะไม่เพิ่มค่าไฟ เทคนิคนี้ยังใช้ชั้นเคลือบโลหะที่สม่ำเสมอได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าการชุบด้วยไฟฟ้า การชุบแบบไม่ใช้ไฟฟ้าใช้ตัวรีดิวซ์ ดังนั้นจึงต้องใช้สารละลายอัลคาไลน์ เนื่องจากการชุบด้วยไฟฟ้าไม่ใช้กระแสไฟฟ้า ปฏิกิริยาครึ่งหนึ่งจะไม่ย้อนกลับในวิธีนี้