Vad är galvanisering och hur fungerar det?

Elektrokemi är en process genom vilken mycket tunna lager av en utvald metall är bundna till ytan på en annan metall på molekylnivå. Processen i sig innebär att skapa en elektrolytisk cell: en enhet som använder elektricitet för att leverera molekyler till en viss plats.

Hur galvanisering fungerar

Elektroplätering är applicering av elektrolytiska celler där ett tunt metallskikt avlagras på en elektriskt ledande yta. En cell består av två elektroder (ledare), vanligtvis gjorda av metall, som hålls isär varandra. Elektroderna är nedsänkta i en elektrolyt (en lösning).

När en elektrisk ström är på, flyttas positiva joner i elektrolyten till den negativt laddade elektroden, kallad katoden. Positiva joner är atomer med en elektron för få. När de når katoden kombinerar de med elektroner och förlorar sin positiva laddning.

Samtidigt flyttas negativt laddade joner till den positiva elektroden, kallad anoden. Negativt laddade joner är atomer med en elektron för många. När de når den positiva anoden överför de sina elektroner till den och förlorar sin negativa laddning.

Anoden och katoden

I en form av elektroplätering är metallen som ska pläteras belägen vid kretsens anod, varvid föremålet som ska pläteras är beläget vid katoden. Både anoden och katoden nedsänks i en lösning som innehåller ett upplöst metallsalt - såsom en jon av metallen som pläteras - och andra joner som verkar för att tillåta flöde av elektricitet genom kretsen.

Likström tillförs anoden, oxiderar dess metallatomer och löser dem i elektrolytlösningen. De upplösta metalljonema reduceras vid katoden och pläterar metallen på föremålet. Strömmen genom kretsen är sådan att hastigheten vid vilken anoden är upplöst är lika med den hastighet med vilken katoden pläteras.

Syfte med galvanisering

Det finns flera skäl till varför du kanske vill täcka en ledande yta med metall. Silverplätering och guldplätering av smycken eller bestick utförs vanligtvis för att förbättra föremålens utseende och värde. Kromplätering förbättrar utseendet på föremål och förbättrar dessutom slitage. Zink- eller tennbeläggningar kan appliceras för att ge korrosionsbeständighet. Ibland utförs galvanisering helt enkelt för att öka tjockleken på ett föremål.

Elektropläteringsexempel

Ett enkelt exempel på elektropläteringsprocessen är elektroplätering av koppar i vilken metallen som ska pläteras (koppar) används som anod, och elektrolytlösningen innehåller jonen i metallen som ska pläteras (Cu²⁺ i det här exemplet). Koppar går in i lösningen vid anoden när den pläteras vid katoden. En konstant koncentration av Cu²⁺ hålls i elektrolytlösningen som omger elektroderna:

• Anod: Cu (er) → Cu²⁺(aq) + 2 e^-
• Katod: Cu²⁺(aq) + 2 e^- → Cu (er)

Vanliga galvaniseringsprocesser

Metall	Anod	Elektrolyt	Ansökan
Cu	Cu	20% CuSO4, 3% H2SÅ4	galvanoplastik
Ag	Ag	4% AgCN, 4% KCN, 4% K2CO3	smycken, porslin
Au	Au, C, Ni-Cr	3% AuCN, 19% KCN, 4% Na3PO4 buffert	Smycken
cr	Pb	25% CrO3, 0,25% H2SÅ4	bildelar
Ni	Ni	30% NiSO4, 2% NiCl2, 1% H3BO3	Cr basplatta
Zn	Zn	6% Zn (CN)2, 5% NaCN, 4% NaOH, 1% Na2CO3, 0,5% Al2(SÅ4)3	galvaniserat stål
Sn	Sn	8% H2SÅ4, 3% Sn, 10% cresol-svavelsyra	plåtburkar