Wissenschaft

Was ist Galvanisieren und wie funktioniert es?

Elektrochemie ist ein Prozess, bei dem sehr dünne Schichten eines ausgewählten Metalls auf molekularer Ebene an die Oberfläche eines anderen Metalls gebunden werden. Der Prozess selbst beinhaltet die Schaffung einer Elektrolysezelle: ein Gerät, das mithilfe von Elektrizität Moleküle an einen bestimmten Ort liefert.

 

Wie Galvanisieren funktioniert

Galvanisieren ist das Aufbringen von Elektrolysezellen, bei denen eine dünne Metallschicht auf einer elektrisch leitenden Oberfläche abgeschieden wird. Eine Zelle besteht aus zwei Elektroden (Leitern), die üblicherweise aus Metall bestehen und voneinander getrennt sind. Die Elektroden werden in einen Elektrolyten (eine Lösung) getaucht.

Wenn ein elektrischer Strom eingeschaltet wird, bewegen sich positive Ionen im Elektrolyten zur negativ geladenen Elektrode, die als Kathode bezeichnet wird. Positive Ionen sind Atome mit einem Elektron zu wenig. Wenn sie die Kathode erreichen, verbinden sie sich mit Elektronen und verlieren ihre positive Ladung.

Gleichzeitig bewegen sich negativ geladene Ionen zur positiven Elektrode, der Anode. Negativ geladene Ionen sind Atome mit einem Elektron zu viel. Wenn sie die positive Anode erreichen, übertragen sie ihre Elektronen darauf und verlieren ihre negative Ladung.

 

Die Anode und Kathode

Bei einer Form der Elektroplattierung befindet sich das zu plattierende Metall an der Anode der Schaltung, wobei sich das zu plattierende Objekt an der Kathode befindet. Sowohl die Anode als auch die Kathode sind in eine Lösung eingetaucht, die ein gelöstes Metallsalz enthält – beispielsweise ein Ion des zu plattierenden Metalls – und andere Ionen, die den Stromfluss durch den Stromkreis ermöglichen.

Der Anode wird Gleichstrom zugeführt, der ihre Metallatome oxidiert und in der Elektrolytlösung löst. Die gelösten Metallionen werden an der Kathode reduziert, wodurch das Metall auf den Gegenstand plattiert wird. Der Strom durch die Schaltung ist derart, dass die Geschwindigkeit, mit der die Anode aufgelöst wird, gleich der Geschwindigkeit ist, mit der die Kathode plattiert wird.

 

Zweck der Galvanisierung

Es gibt mehrere Gründe, warum Sie eine leitfähige Oberfläche mit Metall beschichten möchten. Versilberung und Vergoldung von Schmuck oder Silberwaren werden typischerweise durchgeführt, um das Aussehen und den Wert der Gegenstände zu verbessern. Die Verchromung verbessert das Erscheinungsbild von Objekten und verbessert auch deren Verschleiß. Zink- oder Zinnbeschichtungen können aufgebracht werden, um Korrosionsbeständigkeit zu verleihen. Manchmal wird das Galvanisieren einfach durchgeführt, um die Dicke eines Gegenstandes zu erhöhen.

 

Beispiel für Galvanisierung

Ein einfaches Beispiel für den Elektroplattierungsprozess ist die Elektroplattierung von Kupfer, bei der das zu plattierende Metall (Kupfer) als Anode verwendet wird und die Elektrolytlösung das Ion des zu plattierenden Metalls enthält ( in diesem Beispiel Cu 2+ ). Kupfer geht an der Anode in Lösung, wenn es an der Kathode plattiert wird. In der die Elektroden umgebenden Elektrolytlösung wird eine konstante Cu 2+ -Konzentration aufrechterhalten:

  • Anode: Cu (s) → Cu 2+ (aq) + 2 e
  • Kathode: Cu 2+ (aq) + 2 e → Cu (s)

 

Gängige Galvanikverfahren

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