Гальваническое лужение металла в щелочных электролитах

Лужение в щелочных, а также в кислых электролитах осуществляют при определенных плотности тока, температуре ванны в условиях особой чистоты ванн.

Электролиты приготовляют из различных химикатов (табл. 18). Электролиты перед употреблением подвергают обработке до требуемой характеристики осадка.

Плотность тока — частное от деления силы тока в проводнике на его поперечное сечение. Часто применяется следующая терминология: катодная плотность тока, анодная плотность тока и др.

Катодная плотность тока представляет собой поданную на ванну силу тока, отнесенную к единице поверхности электрода, например к 1 дм². Если сила тока отнесена к поверхности анода, то она называется анодной плотностью тока; если сила тока отнесена к катодной поверхности, она называется катодной плотностью тока. Например, на оловянную кислую ванну подан ток 100 а, при этом поверхность изделий, подвергаемых лужению, равна 40 дм2, а поверхность оловянных анодов 25 дм². В этом случае катодная плотность тока равняется 100:40 = 2,5 а на 1 дм², или, как это изображают иначе, 2,5 а/дм², тогда как анодная плотность тока составляет 100:25 = 4 а/дм².

При лужении в щелочных электролитах предварительно очищенные от жировых загрязнений и окислов изделия погружают в ванну с электролитом. Под действием протекаемого постоянного тока содержащееся в электролите олово осаждается на поверхность изделия.

Во время лужения в щелочном электролите на аноде происходит растворение олова, на катоде в это время оно осаждается. Соли олова, входящие в состав электролитов, являются основными, питающими щелочной электролит ионами * олова, которые осаждаются на катоде сначала в виде двухвалентного **, затем по мере накопления—в виде четырехвалентного олова. В щелочных электролитах олово растворяется в виде двухвалентного до тех пор, пока содержание закисного олова вблизи анода не достигнет определенного предела. В связи с повышением у анода концентрации двухвалентного олова образуется плохо растворяемая пленка закиси олова.

Эти два обстоятельства вызывают повышение анодного потенциала, достаточное для того, чтобы анод стал посылать в щелочной электролит наряду с ионами двухвалентного олова ионы четырехвалентного олова. Процесс выделения четырехвалентного олова происходит быстрее, чем двухвалентного, так как ионы четырехвалентного олова, как большинство высоковалентных ионов, более способны к комплексообразованию в щелочном электролите, чем двухвалентные.

В щелочных ваннах у анода происходят побочные анодные и катодные процессы, способствующие выделению водорода и образованию гидрата закиси олова (слабое основание) и гидрата окиси олова (слабая кислота).

Таблица 18. Составы и режимы работы щелочных ванн для гальванического лужения

№ элек тро лита	Составляющие компоненты	Концентрация, г	Температура ванны, °С	Плотность тока, а/дм2	Характеристика осадка
1	Оловянно-кислый натрий Едкий натр Уксуснокислый натрий Перборат натрия Вода	98,2 8,2 16,8 3,9 1 л	60—70	—1,5	Светлый и плотный
2	Хлористое олово (плавленое) Едкое кали Едкий натр Цианистый калий Вода	30 20 20 25 1 л	25	0,2—0,3	Светлый и плотный
3	Хлористое олово Едкий натр Цианистый калий Вода	25 25 10 1 л	25	0,2—0,3	Светлый и плотный
4	Хлористое олово Едкое кали Пептон Вода	50 10 0,7 1 л	60—70	0,4—0,7	Светлый
5	Хлористое олово Едкий натр Пептон Вода	65 72 0,7 1 л	60—70	0,7—0,9	Светлый и плотный
6	Едкий натр Хлористое олово Вода	100 20 1 л	60—70	0,7—1,5	Светлый
7	Двухлористое олово Едкий натр Вода	30 75 1 л	50	—1,0	Светлый
8	Оловянно-кислый натрий Едкий натр Уксуснокислый натрий Перборат натрия Вода	65,4—147,3 4—16,3 4—16,3 3,9—5,4 1 л	58—65	1,9	Светлый и плотный

* Ионы — атомы или группы атомов, имеющие положительные (катион) или отрицательные (анион) заряды, обусловленные либо потерей ими части электронов, либо присоединением к ним лишних электронов. На ионы распадаются химические соединения в водных растворах при их электролитической диссоциации. Например, водный раствор поваренной соли NaCl в зависимости от его концентрации содержит определенное количество ионов хлора Cl' и ионов натрия Na', образующихся от расщепления нейтральной молекулы соли NaCl.

** Валентность—свойство атомов химических элементов вступать в химические соединения с определенным количеством атомов водорода или другого одновалентного элемента или замещать собой в соединениях определенное количество атомов водорода или другого одновалентного элемента. Например, в воде H₂O атом кислорода О двухвалентен, ибо присоединяет два атома водорода Н; алюминий в окиси алюминия Al₂O₃ трехвалентен, ибо два атома алюминия присоединяют три атома двухвалентного кислорода (всего шесть валентностей) и т. д.