Wyznaczanie wydajności prądowej procesu elektrolizy oraz grubości powłoki galwanicznej

WYZNACZANIE WYDAJNOŚCI PRĄDOWEJ PROCESU ELEKTROLIZY ORAZ GRUBOŚCI POWŁOKI GALWANICZNEJ

1. Elektroliza- jest to proces zachodzący wskutek przepływu prądu stałego przez roztwór elektrolitu lub elektrolit stopiony tzw. Termoelektroliza. W pobliżu elektrod biegną reakcje utleniania przy anodzie i przy katodzie redukcji jonów elektrolitu związków chemicznych, rozpuszczonych w roztworze lub elektrod. Elektroliza stosowana jest między innymi do oczyszczenia i otrzymywania wielu metali oraz do wytwarzania powłok galwanicznych i otrzymywania wielu substancji np. wodoru, chloru.
2.Napięcie rozkładowe- jest to minimalne napięcie przewyższające siłę elektrolityczną ogniwa, niezbędne do wywołania elektrolizy i jest ona równa różnicy potencjału chemicznego obu elektrod:
EV=EA-EK
gdzie
EV- napięcie rozkładowe
EA- napięcie anody
EK- napięcie katody
3. Prawa Faradaya
I Prawo Faradaya
Masa substancji wydzielonej na elektrodzie podczas elektrolizy w reakcji katodowej lub anodowej jest wprost proporcjonalna do ilości elektryczności przepływającej przez elektrolit.

gdzie:
K- równoważnik elektrochemiczny
m.- masa substancji wydzielonej na elektrodzie
g- ilość elektryczności
II Prawo Faradaya
Masa różnych substancji wydzielonych przez jednakową ilość elektryczności są proporcjonalne do równoważnika chemicznego tych substancji. Równoważnik chemiczny danego zjawiska jest to masa odpowiedniej substancji ulegająca redukcji lub utleniania podczas elektrolizy przez przepływ w roztworze 1 Kulomba.
Stała Faradaya - jest to wielkość ładunku elektrycznego potrzebna do wydzielenia w trakcie elektrolizy 1 gramorównoważnika chemicznego substancji. Stała Faradaya wynosi 1F=96491C

gdzie:
R- gramorównoważnik chemiczny
K- równoważnik elektrochemiczny
m.- masa substancji wydzielonej na elektrodzie
M.- masa atomowa wydzielonej substancji
n- liczba elementów biorących udział w reakcji
Q- ilość elektryczności
4. wydajność prądową procesu. Obliczamy ze wzoru:
Wp=Mp/Mt *100%
Gdzie: Mp-przyrost masy katody (mg)
Mt-teoretyczna wartość wydzielonego niklu (mg)
5. Zabiegi ochronne przed korozją

Ochrona anodowa
Ochrona katodowa
Ochrona protektorowa
Ochrona chemiczna metali
Natryskiwanie - proces powlekania powierzchni różnych elementów, polegający na rozpyleniu drobnych cząstek materiałów powłokowych.
Natryskiwanie płomieniowe
Natryskiwanie bezpłomieniowe
Natryskiwanie elektrostatyczne
Metalizowanie - wytwarzanie powłok metalowych na elementach metalowych lub niemetalowych.
Metalizowanie elektrolityczne
Metalizowanie natryskowe
Metalizowanie próżniowe
Metalizowanie kontaktowe
Metalizowanie ogniowe
Metalizowanie dyfuzyjne
Platerowanie - nakładanie powłok metalowych przez dociśnięcie ich do metalu podłoża w podwyższonej temperaturze (najczęściej przez nawalcowywanie).
Fosforanowanie
Aluminiowanie
Kadmowanie
Krzemowanie
Miedziowanie
Mosiądzowanie
Niklowanie
Ołowiowanie
Chromowanie
Cynkowanie
Cynowanie
Chromokrzemowanie
Chromianowanie

6. Klasyfikacja z punktu widzenia składu chemicznego i rodzaju powłoki
• 1) powłoki metalowe nakładane elektolitycznie,
• 2) powłoki stopowe,
• 3) powłoki konwersyjne - niemetalowe, nieorganiczne
a) chromianowe,
b) fosforanowe,
c) szczawianowe,
d) tlenkowe na aluminium, otrzymywane metodą anodowego oksydowania,
e) tlenkowe na innych metalach.


Klasyfikacja z punktu widzenia sposobów nakładania lub wytworzenia powłok
• 1) powłoki elektrolityczne
a) jednowarstwowe,
b) wielowarstwowe,
• 2) powłoki osadzane metodą chemiczną (chemiczne),
• 3) powłoki konwersyjne
a) wytwarzane chemicznie,
b) wytwarzane elektrochemicznie.


Klasyfikacja z punktu widzenia stanu powierzchni i struktury powłoki
• 1) powłoki matowe
• 2) powłoki błyszczące
• 3) powłoki półbłyszczące,
• 4) powłoki z połyskiem lustrzanym,
• 5) powłoki mikrospękane,
• 6) powłoki mikroporowate,
• 7) powłoki szczelne (bez porów i spękań).


Klasyfikacja z punktu widzenia dodatkowej obróbki powłok po ich osadzeniu lub wytworzeniu
• 1) powłoki polerowane (mechanicznie, chemicznie lub elektrochemicznie),
• 2) powłoki obtapiane (dotyczy wyłącznie powłok cynowych),
• 3) powłoki barwione,
• 4) powłoki uszczelniane
• 5) powłoki impregnowane


Klasyfikacja z punktu widzenia warunków użytkowania wyrobów pokrywanych powłokami
• 1) powłoki stosowane jedynie w celach dekoracyjnych
• 2) powłoki użytkowane wewnątrz w atmosferach ciepłych i suchych -
• 3) powłoki użytkowane w miejscach, gdzie może pojawić się kondensacja
• 4) powłoki użytkowane na zewnątrz w warunkach umiarkowanych
• 5) powłoki użytkowane na zewnątrz w warunkach o silnym oddziaływaniu korozyjnym, np. morskich lub przemysłowych
7.Schemat przebiegu korozji powłok:
a) anodowe, b) katodowe