Čo je galvanizácia a ako to funguje?

Elektrochémia je proces, pri ktorom sa veľmi tenké vrstvy vybraného kovu viažu na povrch iného kovu na molekulárnej úrovni. Samotný proces zahŕňa vytvorenie elektrolytického článku: zariadenie, ktoré využíva elektrinu na dodávanie molekúl na konkrétne miesto.

Galvanizácia je aplikácia elektrolytických článkov, v ktorých je nanesená tenká vrstva kovu na elektricky vodivý povrch. Bunka pozostáva z dvoch buniek elektródy (vodiče), obvykle vyrobené z kovu, ktoré sú držané jeden od druhého. Elektródy sú ponorené do elektrolytu (roztoku).

Keď je elektrický prúd zapnutý, kladné ióny v elektrolyte prejdite na záporne nabitú elektródu, nazývanú katóda. Pozitívne ióny sú atómy s jedným elektrónom príliš málo. Keď sa dostanú na katódu, skombinujú sa s elektrónmi a stratia svoj kladný náboj.

Zároveň sa záporne nabité ióny pohybujú k kladnej elektróde nazývanej anóda. Negatívne nabité ióny sú atómy, ktorých jeden elektrón je príliš veľa. Keď dosiahnu pozitívnu anódu, prenesú na ňu svoje elektróny a stratia svoj záporný náboj.

V jednej forme elektrolytického pokovovania sa kov, ktorý sa má pokovovať, nachádza na anóde obvodu a predmet, ktorý sa má pokovovať, sa nachádza na katóda. Anóda aj katóda sú ponorené do roztoku, ktorý obsahuje rozpustenú kovovú soľ - napríklad ión kovu, ktorý je pokovovaný - a ďalšie ióny, ktoré pôsobia tak, že umožňujú tok elektrickej energie cez obvod.

Jednosmerný prúd sa privádza do anódy, oxiduje jej atómy kovov a rozpúšťa ich v elektrolytickom roztoku. Rozpustené kovové ióny sa redukujú na katóde a kov sa nanáša na predmet. Prúd cez obvod je taký, že rýchlosť, pri ktorej je anóda rozpustená, je rovnaká ako rýchlosť, pri ktorej je katóda nanášaná na platňu.

Existuje niekoľko dôvodov, prečo možno budete chcieť natrieť vodivý povrch kovom. Na vylepšenie vzhľadu a hodnoty predmetov sa zvyčajne používa postriebrenie a pozlátenie šperkov alebo strieborného tovaru. Chrómovanie zlepšuje vzhľad predmetov a tiež zlepšuje jeho opotrebovanie. Na zabezpečenie odolnosti proti korózii môžu byť použité zinkové alebo cínové povlaky. Niekedy sa elektrolytické pokovovanie uskutočňuje jednoducho, aby sa zväčšila hrúbka predmetu.

Jednoduchým príkladom procesu elektrolytického pokovovania je elektrolytické pokovovanie medi, v ktorej má byť kov ako anóda sa používa platina (meď) a roztok elektrolytu obsahuje ión kovu, ktorý má byť pokovované (Cu²⁺ v tomto príklade). Meď prechádza do roztoku na anóde, keď je nanesená na katódu. Konštantná koncentrácia Cu²⁺ je udržiavaný v roztoku elektrolytu obklopujúcom elektródy:

• Anóda: Cu (s) → Cu²⁺(aq) + 2 e^-
• Katóda: Cu²⁺(aq) + 2 e^- → Cu (s)