ما هو الطلاء الكهربائي وكيف يعمل؟

الكيمياء الكهربائية هي عملية يتم من خلالها ربط طبقات رقيقة جدًا من فلز محدد بسطح معدن آخر على المستوى الجزيئي. تتضمن العملية نفسها إنشاء خلية إلكتروليتية: جهاز يستخدم الكهرباء لتوصيل الجزيئات إلى موقع معين.

الطلاء الكهربائي هو تطبيق الخلايا الإلكتروليتية حيث يتم ترسيب طبقة رقيقة من المعدن على سطح موصل كهربائي. تتكون الخلية من اثنين أقطاب كهربائية (الموصلات) ، عادة ما تكون مصنوعة من المعدن ، والتي يتم فصلها عن بعضها البعض. يتم غمر الأقطاب الكهربائية في المنحل بالكهرباء (محلول).

عندما يتم تشغيل التيار الكهربائي ، أيونات موجبة في المنحل بالكهرباء ينتقل إلى القطب السالب الشحنة ، يسمى الكاثود. الأيونات الموجبة هي ذرات مع إلكترون واحد قليل جدًا. عندما يصلون إلى الكاثود ، يتحدون مع الإلكترونات ويفقدون شحنتهم الإيجابية.

في الوقت نفسه ، تتحرك الأيونات السالبة إلى القطب الموجب ، المسمى الأنود. الأيونات السالبة هي ذرات مع إلكترون واحد أكثر من اللازم. عندما يصلون إلى الأنود الموجب ، ينقلون إلكتروناتهم إليه ويفقدون شحنتهم السلبية.

في شكل واحد من الطلاء الكهربائي ، يقع المعدن المراد طلاؤه في أنود الدائرة ، مع وجود العنصر المراد طلاؤه في

يتم توفير التيار المباشر إلى الأنود ، مما يؤكسد ذراته المعدنية ويذوبها في محلول الإلكتروليت. يتم تقليل أيونات المعادن المذابة عند الكاثود ، مما يجعل طلاء المعدن على العنصر. التيار من خلال الدائرة بحيث يكون المعدل الذي يذوب فيه الأنود يساوي المعدل الذي يتم فيه طلاء الكاثود.

هناك عدة أسباب وراء رغبتك في تغطية سطح موصل بالمعدن. عادة ما يتم تنفيذ طلاء الفضة والطلاء الذهبي للمجوهرات أو الفضيات لتحسين مظهر وقيمة العناصر. يعمل طلاء الكروم على تحسين مظهر الأشياء كما يحسن تآكلها. يمكن تطبيق طلاء الزنك أو القصدير لمنح مقاومة التآكل. في بعض الأحيان ، يتم تنفيذ الطلاء الكهربائي ببساطة لزيادة سمك العنصر.

مثال بسيط على عملية الطلاء الكهربائي هو الطلاء الكهربائي للنحاس الذي يكون فيه المعدن يستخدم (النحاس) المطلي بالأنود ، ويحتوي محلول المنحل بالكهرباء على أيون المعدن المطلوب مطلي (النحاس²⁺ في هذا المثال). يذهب النحاس إلى محلول في الأنود لأنه مطلي في الكاثود. تركيز ثابت للنحاس²⁺ يتم الحفاظ عليه في محلول الإلكتروليت المحيط بالأقطاب الكهربائية:

• الأنود: Cu (s) → Cu²⁺(ع) + 2 هـ^-
• الكاثود: Cu²⁺(ع) + 2 هـ^- → Cu (s)