Những đặc điểm của dung dịch và quá trình mạ điện

Mạ điệnhóa học gọi tắt là mạ điện, là một quá trình điện phân. Trong đó, ở anot xảy ra quá trình hòa tan kim loại hoặc phóng điện của anion. Thực chất quá trình mạ chỉ xảy ra ở catot nhờ sự kết tủa của các nguyên tử kim loại lên bề mặt cần mạ. Ví dụ trong quá trình mạ kẽm: ion Zn²⁺phóng điện thành kẽm kim loại kết tủa lên mẫu mạ là catot, còn anot bằng kẽm kim loại sẽ tan vào dung dịch ở dạng ion Zn²⁺. Trong trường hợpmạ crom, anot làm bằng chì, không tan vào dung dịch. Tại đó chỉ xảy ra phản ứng thoát khí do các ion phóng điện.

-Song, vì các phản ứng anot và catot xảy ra đồng thời, có liên quan trực tiếp đến nhau nên không thể xét các quá trình đó một cách riêng rẽ được.

- Trong quá trình mạ phải khống chế điều kiện làm việc của anot và catot.

-Dưới đây là các đặc điểm của dung dịch mạ điện vàquá trình mạ điện, cần được chú ý khống chế trong khi thực hiện mạ.

ØMật độ dòng điện (D): Mật độ dòng điện ảnh hưởng nhiều đến tính chất lớp mạ, tốc độ mạ, các phản ứng ở các cực, hiệu suất dòng – nói chung đến toàn bộ quá trình mạ. Đó là giá trị cường độ dòng đi qua một đơn vị diện tích điện cực và tính bằng (A.dm^-2).

ØHiệu suất dòng điện (ŋ):Hiệu suất dòng của một quá trình mạ phụ thuộc thành phần dung dịch mạ, nhiệt độ, mật độ dòng.

ØĐộ dày lớp mạ (h):Độ dày lớp mạ tính bằng mm. Để đạt độ dày 0.2mm, đối với sắt, ta cần 1 giờ 52 phút, chỉ gần bằng ¼ thời gian mạ crom mà thôi. Nói chung không thể tăng thời gian mạ quá lâu vì trên bề mặt sẽ phát triển gia, như đã nêu ở phần trên. Để đạt những lớp mạ dày, người ta phải mạ gián đoạn nhiều lần và sau mổi lần mạ phải gia công bề mặt mạ để tạo bề mặt bóng rồi mạ tiếp.

ØPhân bố điện trường:Trong thực tế rất khó đạt một điện trường thật đồng nhất – do vậy, giá trị mật độ dòng chỉ là một giá trị trung bình cho toàn bộ diên tích điện cực. Tại các vị trí có phân bố đường sức điện trường dày đặc, mật độ dòng sẽ cao và ngược lại.

ØNăng lực mạ đều của dung dịch:Đây là một đặc trưng nói lên khả năng của dung dịch làm giảm sự sai lệch độ dày lớp mạ do phân bố điện trường không đồng đều gây nên. Như vậy, một dung dịch có giá trị năng lực mạ đều dương thì làm giảm sự sai lệch độ dày do điện trường gây nên. Và ngược lại, dung dịch nó có năng lực mạ đều âm sẽ làm tăng sự sai lệch về độ dày của lớp mạ.

ØNhững thành phần chủ yếu của dung dịch mạ điện:Dung dịch mạ điện là một dung dịch phức tạp bao gồm nhiều hợp chất khác nhau hòa tan trong nước. Đó là hợp chất chứ ion kim loại mạ, các hợp chất tạo phức, hợp chất tạo môi trường, hỗn hợp đệm, và một số hợp chất với những chức năng khác.