Mühazirələr konspekti Ümumi kurs (Elektron variantı 127 s.) Baki 2010 Ön söZ

Mövzu 21. qalvanik örtüklərlə

hissələrin bərpası
Metalların elektroliz prosesinin mahiyyəti.

Avtotəmir istehsalında hissələrin qalvanik və kimyəvi üsullarla bərpası geniş tətbiq edilir.

Qalvanik proseslərdən xromlama, dəmirləmə (poladlama), nikelləmə, sinkləmə və misləmə daha geniş yayılmışdır.

Kimyəvi proseslərdən isə kimyəvi nikelləmə, oksidləşdirmə və fosfatlaşdırma geniş tətbiq edilir.

Bu proseslərdən hissələrin yeyilmiş səthlərinin bərpasında və hissələrin səthlərinə korroziyaya qarşı qoruyucu – dekorativ örtüklərin çəkilməsində istifadə edilir.

Hissələrin çoxsaylı bərpa üsulları arasında onların yeyilmiş səthlərinə elektrolitik üsullarla (Cr, Fe, Ni, Cu) metal örtüklərin çökdürülməsi daha böyük əhəmiyyətə malikdir.

Elektrolitik örtükçəkmə prosesi metalların elektroliz hadisəsinə əsaslanır.

Duz, turşu və ya qələvilərin məhluluna salınmış elektrodlardan sabit cərəyan keçdikdə baş verən kimyəvi oksidləşmə – reduksiya prosesinə elektroliz deyilir.

Cərəyan elektrolitə mənbədən elektrodlar vasitəsi ilə daxil olur. Cərəyan mənbəyinin müsbət qütbünə birləşdirilən elektroda anod, mənfi qütbünə birləşdirilən elektroda isə katod deyilir.

Elektrolitdən cərəyan keçdikdə xaotik hərəkətdə olan ionlar istiqamətlənirlər. Mənfi yüklənmiş ionlar – anionlar anoda doğru, müsbət yüklənmiş ionlar – kationlar isə katoda doğru hərəkət edərək onların üzərində neytrallaşırlar. Yəni, elektrodlarda mənfi və müsbət yüklərin toqquşması nəticəsində ionlar boşalırlar. Bu zaman ionlar öz elektrik yüklərini itirərək elektrodlarda neytral atomlara çevrilirlər.

Elektroliz prosesində katodda metal ionları boşalır, anod metalı isə həll olaraq onun atomları metalın yeni ionlarıni əmələ gətirir, bu da məhluldan katoda çökmüş ionları əvəz edir.

Hissələr üzərinə çökdürülən qalvanik örtüklərin çəkilməsində metal ionlarına malik olan metal duzlarının suda məhlullarından elektrolit kimi istifadə edilir. Örtük çəkilən hissələr katod rolunu, çökdürüləcək metaldan hazırlanan lövhələr isə anod rolunu oynayır.

Anodların iki növündən istifadə edilir: həll olan və həll olmayan. Həll olan anodlar hissələrin üzərinə çökdürülən metaldan, həll olmayan anodlar isə qurğuşundan hazırlanır.

Elektrolitdən sabit cərəyan keçdikdə oksigenin, xlorun, turşu və hidroksil qruplarının anionları anoda doğru hərəkət edərək onu həll edib oksigen ayırır. Hidrogenin və metalların kationları katoda doğru hərəkət edərək onun üzərində metal çöküntüsü yaradır, ya da qaz (hidrogen) şəklində ayrılır. Katodda yaranan metal çöküntüsü elektrolitik örtük adlanır. Həll olmayan anodla elektroliz zamanı məhlula çöküntü metalının ionlarına malik olan maddələr əlavə edərək elektrolitdə sərf edilmiş ionların yerini doldururlar.

Faradey qanununa görə elektroliz zamanı katodda çökmüş metalın miqdarı cərəyanın qiyməti və elektroliz müddəti ilə düz mütənasibdir

G_H=cIt₀

burada c – elektrokimyəvi ekvivalent, q/A saat; I – cərəyan şiddəti, A; t₀ – elektrolizin davametmə müddəti, saat.

Lakin katodda metalın çökməsi ilə yanaşı ondan hidrogen ayrılır və başqa proseslər də (suyun elektrolizi, elektrolitin qızması və s.) gedir. Ona görə də katoda çökmüş metalın miqdarı nəzəri cəhətdən (formula ilə hesablanan) mümkün olan miqdardan fərqli (az) olacaqdır.

Katod üzərinə çökən metalın həqiqi (faktiki) miqdarının G_f nəzəri – mümkün olan G_n miqdarına nisbətinə cərəyana görə hasilat (metalın çıxış əmsalı) adlanır

Burada

G₁ – elektrolizə qədər metalın kütləsi; G₂ – elektrolizdən sonra metalın kütləsidir.

Metalın çıxış əmsalı və ya cərəyana görə hasilat vahidin hissələri ilə, yaxud, faizlə ifadə olunur. Cərəyana görə hasilat metalların elektrolizində vacib göstəricilərdən biridir.

Elektroliz prosesinin müddətindən asılı olaraq çökdürülən metalın qalınlığı

mm,

burada - cərəyanın sıxlığı, A/dm²; S_k – katodun sahəsi; - çökdürülən metalın sıxlığı, q/sm³; - cərəyana görə hasilat, %.

Qalvanik örtüklərin hissə üzərində qalınlığı adətən bərabər olmur. Buna səbəb elektrolitlərin yayılma qabiliyyətinin zəif olmasıdır.