Гальваническое лужение металла в щелочных электролитах
Лужение в щелочных, а также в кислых электролитах осуществляют при определенных плотности тока, температуре ванны в условиях особой чистоты ванн.
Электролиты приготовляют из различных химикатов (табл. 18). Электролиты перед употреблением подвергают обработке до требуемой характеристики осадка.
Плотность тока — частное от деления силы тока в проводнике на его поперечное сечение. Часто применяется следующая терминология: катодная плотность тока, анодная плотность тока и др.
Катодная плотность тока представляет собой поданную на ванну силу тока, отнесенную к единице поверхности электрода, например к 1 дм2. Если сила тока отнесена к поверхности анода, то она называется анодной плотностью тока; если сила тока отнесена к катодной поверхности, она называется катодной плотностью тока. Например, на оловянную кислую ванну подан ток 100 а, при этом поверхность изделий, подвергаемых лужению, равна 40 дм2, а поверхность оловянных анодов 25 дм2. В этом случае катодная плотность тока равняется 100:40 = 2,5 а на 1 дм2, или, как это изображают иначе, 2,5 а/дм2, тогда как анодная плотность тока составляет 100:25 = 4 а/дм2.
При лужении в Щелочных электролитах предварительно очищенные от жировых загрязнений и окислов изделия погружают в ванну с электролитом. Под действием протекаемого постоянного тока содержащееся в электролите олово осаждается на поверхность изделия.
Во время лужения в щелочном электролите на аноде происходит растворение олова, на катоде в это время оно осаждается. Соли олова, входящие в состав электролитов, являются основными, питающими щелочной электролит ионами * олова, которые осаждаются на катоде сначала в виде двухвалентного **, затем по мере накопления—в виде четырехвалентного олова. В щелочных электролитах олово растворяется в виде двухвалентного до тех пор, пока содержание закисного олова вблизи анода не достигнет определенного предела. В связи с повышением у анода концентрации двухвалентного олова образуется плохо растворяемая пленка закиси олова.
Эти два обстоятельства вызывают повышение анодного потенциала, достаточное для того, чтобы анод стал посылать в щелочной электролит наряду с ионами двухвалентного олова ионы четырехвалентного олова. Процесс выделения четырехвалентного олова происходит быстрее, чем двухвалентного, так как ионы четырехвалентного олова, как большинство высоковалентных ионов, более способны к комплексообразованию в щелочном электролите, чем двухвалентные.
В щелочных ваннах у анода происходят побочные анодные и катодные процессы, способствующие выделению водорода и образованию гидрата закиси олова (слабое основание) и гидрата окиси олова (слабая кислота).
№ электро лита | Составляющие компоненты | Концентрация, г | Температура ванны, °С | Плотность тока, а/дм2 | Характеристика осадка |
1 | Оловянно-кислый натрий | 98,2 | |||
Едкий натр | 8,2 | ||||
Уксуснокислый натрий | 16,8 | 60—70 | —1,5 | Светлый и плотный | |
Перборат натрия | 3,9 | ||||
Вода | 1 л | ||||
2 | Хлористое олово (плавленое) | 30 | |||
Едкое кали | 20 | 25 | 0,2—0,3 | Светлый и плотный | |
Едкий натр | 20 | ||||
Цианистый калий | 25 | ||||
Вода | 1 л | ||||
3 | Хлористое олово | 25 | |||
Едкий натр | 25 | ||||
Цианистый калий | 10 | 25 | 0,2—0,3 | Светлый и плотный | |
Вода | 1 л | ||||
4 | Хлористое олово | 50 | |||
Едкое кали | 10 | ||||
Пептон | 0,7 | 60—70 | 0,4—0,7 | Светлый | |
Вода | 1 л | ||||
5 | Хлористое олово | 65 | |||
Едкий натр | 72 | ||||
Пептон | 0,7 | 60—70 | 0,7—0,9 | Светлый и плотный | |
Вода | 1 л | ||||
6 | Едкий натр | 100 | |||
Хлористое олово | 20 | 60—70 | 0,7—1,5 | Светлый | |
Вода | 1 л | ||||
7 | Двухлористое олово | 30 | |||
Едкий натр | 75 | 50 | —1,0 | Светлый | |
Вода | 1 л | ||||
8 | Оловянно-кислый натрий | 65,4—147,3 | |||
Едкий натр | 4—16,3 | ||||
Уксуснокислый натрий | 4—16,3 | 58—65 | 1,9 | Светлый и плотный | |
Перборат натрия | 3,9—5,4 | ||||
Вода | 1 л |
** Валентность—свойство атомов химических элементов вступать в химические соединения с определенным количеством атомов водорода или другого одновалентного элемента или замещать собой в соединениях определенное количество атомов водорода или другого одновалентного элемента. Например, в воде H2O атом кислорода О двухвалентен, ибо присоединяет два атома водорода Н; алюминий в окиси алюминия Al2O3 трехвалентен, ибо два атома алюминия присоединяют три атома двухвалентного кислорода (всего шесть валентностей) и т. д.