chemistry / chemistry1 / ХимиЯ / 296-297

I

изделий в раствор происходит контактное вытеснение меди с обра­зованием рыхлого осадка металла:

Cu²⁺ + Fe -» Си + Fe²⁺

Для меднения стальных изделий необходим подслой меди, оса­ждаемый из цианистых растворов, в которых медь находится в ос­новном в виде комплексных ионов [Cu(CN)₃]²". Реакция на катоде может быть представлена уравнением

[Cu(CN)₃]²~ + е -» Си + 3CN"

Константа нестойкости комплексного иона меди очень мала (•^нест — 2,6 ■ 10~²⁹), соответственно очень мала и концентрация «свободных» ионов меди Си^т. Электродный потенциал меди в циа­нистом растворе становится отрицательнее потенциала железа (£|Cu(cn)₃i²-/cu < jEr²⁺/fc), и контактное вытеснение меди из раствора не происходит, поэтому в таком растворе можно проводить медне­ние стальных изделий. Кроме того, электроосаждение меди из ком­плексных ионов протекает с высокой поляризацией, что обеспечи­вает равномерное распределение металла по поверхности изделия сложной формы. Цианистые растворы очень токсичны.

Цинкование Zn²⁺ + 2е —> Zn проводят в основном в суль­фатном или цианистом растворе. Сульфатный электролит содер­жит кроме сульфата цинка сульфат натрия, сульфат алюминия (бу­ферная добавка), блескообразователь (декстрин и др.). В циани­стом растворе цинк находится в виде комплексного иона [Zn(CN)₄]²~. Из такого раствора удается осадить на катоде гладкие мелкокристаллические покрытия, равномерно распределенные по поверхности изделия. Суммарная реакция на катоде в этом случае:

[Zn(CN)J²- + 2е -» Zn + 4CN"

Хромирование проводят из раствора, содержащего хро­мовую (H₂CrO,i) и серную кислоты (соотношение по массе пример­но 100 : 1). Выход по току хрома на катоде составляет 10—20%, остальная доля электричества расходуется на выделение водорода. Суммарная реакция осаждения хрома на катоде:

СЮ^ + 8Н⁺ + бе -> Сг + 4Н₂О

Анодом служит листовой свинец, устойчивый в растворе хро­мирования. На аноде выделяется кислород

6Н⁺

ЗН₂О - бе

296

Хромовые покрытия отличаются высокой твердостью, износо-эйкостью и красивым внешним видом, поэтому, несмотря на ложность процесса хромирования, он широко применяется в раз­личных областях техники.

Электрохимическая анодная обработка металлов и сплавов. Для изменения размеров и формы, а также состояния поверхности ме-тических изделий используют электрохимические способы об-аботки, при которых производится электроокисление металличе­ских изделий: электрохимическая размерная обработка, анодирова-яие и др.

Анодная обработка изделий для придания им требуемой формы получила название электрохимической обработки : е т а л л о в (ЭХОМ). Этот способ обработки металлов во мно-их случаях имеет важные достоинства, так как позволяет обраба-ывать детали сложной конфигурации и металлы, которые механи­чески или вообще не могут быть обработаны, или обрабатываются большим трудом (например, очень твердые металлы и сплавы), роме того, инструмент (катод) при этом не изнашивается, а обра-ка не влечет изменения структуры металла. К недостаткам ЭХОМ относится большой расход энергии, поэтому этот метод не ярименяется для обработки обычных металлов, сплавов и изделий |лростой конфигурации. Как и при обычном электролизе с раство­римыми анодами, при ЭХОМ происходит анодное растворение ме­на: М — пе —> М^я+. На катоде, который при электрохимической эработке называют инструментом, обычно выделяется водород: [⁺ + 2е = Н₂.

Особенностью ЭХОМ по сравнению с другими методами элек-элиза является высокая скорость растворения металлов. Плот­ность тока при электрохимической обработке металлов в сотни и .юячи раз выше плотности тока других электрохимических про­цессов. Для обеспечения высоких скоростей процесса (высоких [плотностей тока) при относительно невысоких напряжениях необ­ходимо снизить сопротивление и поляризацию электродов. Для [этого уменьшается зазор между электродами (до 0,1 мм) и исполь-|,3уется раствор электролита с высокой электрической проводимо­стью. Для снижения поляризации и предотвращения пассивации [анода необходимо принудительно с высокой скоростью выводить I Продукты анодного растворения металла из зазора между анодом и |катодом. Электрохимически обрабатываемое изделие служит ано-и растворяется при прохождении тока (рис. 9.13). К отрица-

297