Какво е галванопластика и как работи?

Електрохимията е процес, при който много тънки слоеве от избран метал се свързват към повърхността на друг метал на молекулно ниво. Самият процес включва създаване на електролитична клетка: устройство, което използва електричество за доставяне на молекули до определено място.

Електроплакирането е приложение на електролитични клетки, в които тънък слой метал се отлага върху електропроводима повърхност. Клетка се състои от две електроди (проводници), обикновено изработени от метал, които се държат един от друг. Електродите се потапят в електролит (разтвор).

Когато е включен електрически ток, положителни йони в електролита преминават към отрицателно заредения електрод, наречен катод. Положителните йони са атоми с един електрон твърде малко. Когато стигнат до катода, те се комбинират с електрони и губят положителния си заряд.

В същото време отрицателно заредените йони се придвижват към положителния електрод, наречен анод. Отрицателно заредените йони са атоми с един много електрон. Когато достигнат положителния анод, те прехвърлят електроните си към него и губят отрицателния си заряд.

При една форма на галванопластика металът, който трябва да бъде покрит, е разположен на анода на веригата, като елементът, който трябва да бъде покрит, се намира на катод. И анодът, и катодът са потопени в разтвор, който съдържа разтворена метална сол - например ан йон на металния материал и други йони, които действат, за да позволят потока на електричество през верига.

На анода се подава постоянен ток, окислявайки неговите метални атоми и разтваряйки ги в електролитния разтвор. Разтворените метални йони се редуцират при катода, като металът се поставя върху предмета. Токът през веригата е такъв, че скоростта, с която се разтваря анодът, е равна на скоростта, с която е поставен катода.

Има няколко причини, поради които може да искате да покриете проводяща повърхност с метал. Обикновено се извършва сребърно покритие и позлатяване на бижута или сребърни изделия за подобряване на външния вид и стойността на предметите. Хромираното покритие подобрява външния вид на предметите, а също така подобрява неговото износване. Цинк или калаени покрития могат да се прилагат за придаване на устойчивост на корозия. Понякога галванопластика се извършва просто за увеличаване на дебелината на даден елемент.

Един прост пример за процеса на галванопластика е галванопластика на мед, в който металът да бъде като анод се използва покритие (мед), а електролитният разтвор съдържа йона на метала, който трябва да бъде покрит (Cu²⁺ в този пример). Медта влиза в разтвор на анода, тъй като се нанася върху катода. Постоянна концентрация на Cu²⁺ се поддържа в електролитния разтвор, обграждащ електродите:

• Анод: Cu (s) → Cu²⁺(aq) + 2 е^-
• Катод: Cu²⁺(aq) + 2 е^- → Cu (и)