النظريّة: تعتبر
طريقة الطّلاء الكهربي للمعادن إحدى أهمّ طرق طلاء المعادن نظراً لجودة الطلاء
الناتج عنها والتكلفة البسيطة لهذه الطريقة. تتكوّن خليّة الطّلاء الكهربي عادةً
من مصدر للتيّار المستمر T، وقطبين معدنيين مغمورين في حمّام الطّلاء الذي يحتوي علي أيونات
المعدن المراد الطلاء به Mdn+(Deposited
Metal) . .يوصل الطرف السالب لمصدر التيار المستمر بقطب الخلية المراد
طلاؤه (الكاثود k
) والذي تجري عنده عمليات الإختزال، والتي تؤدي إلى الترسيب الكهربي للمعدن Md كما يتّضح من المعادلة (1):
Mdn+ + ne → Md (1)
أمّا الطرف الموجب فيوصل بالقطب الذي تحدث عنده
عملية الأكسدة (الأنود a)،
وغالباً ما يكون مصنوعاً من المعدن المراد الطلاء به (Md)
بحيث ينتج عن عمليه الأكسدة الأنودية لهذا المعدن تعويض ما تمّ ترسيبه على سطح الكاثود
من أيونات المعدن Mdn+ حسب المعادلة (2):
Md → Mdn+ +
ne (2)
تُعرّف كفاءة تيّار الترسيب في هذه الحالة على أنّها
النسبة من التيّار المارّ في الدائرة التي تستخدم في عملية الترسيب أو الطلاء
الكهربي. فتكون الكفاءة 100% في الحالة التي يُستخدم فيها كلّ التيار الكهربي
المارّ في الدائرة في عملية الطلاء، وهو ما كان يتوقّعه فاراداي للقانون المسمّى باسمه
والذي ينصّ على ما يلي: إن مرور كمّية من الكهرباء تساوي 96500 كولوم (أي ما يعادل
فاراداي واحد 1F) يؤدّي إلى ترسيب الوزن المكافىء من معدن من محلول يحتوي على أيونات
هذا المعدن. وتُكتب الصيغة الرياضية لهذا القانون كما يلي:
حيث
أنّ W(g) هو الوزن المترسّب من المعدن، I(A) هي شدّة التيّار المستخدم بالأمبير، t(s) هو زمن سريان التيّار في الدائرة بالثانية، At.wt. هو الوزن الذريّ للمعدن المراد ترسيبه وn هو عدد الإلكترونات التي
يكتسبها الكاتيون ليتحوّل إلى الشكل الذرّي. أمّا في الحالات التي تكون فيها
الكفاءة أقلّ من 100%، فإنّ جزءً من التيّار يُستهلك في عملية الترسيب، والجزء
المتبقّي يُستهلك في تفاعلات كاثودية ثانوية أشهرها تفاعلات تصاعد غاز الهيدروجين:
2 H2O
+ 2 e → H2 + 2 OH-(aq)
في الأوساط القاعدية والمتعادلة
2 H+ + 2 e → H2 في الأوساط الحمضية
الجمعة أبريل 13, 2012 1:30 am