2. ELEKTROLiZ
İyonlara ayrılabilen bir cismin sulu çözeltisinde, su dipollerinden ibaret bir cins bulutla çevrili, yani hidratize olmuş (+) ve (–) yüklü iyonlar vardır. Bir bakır klorür (CuCl2) çözeltisinde sudaki (H+) ve (OH-) iyonlarının yanında (Cu+) ve (Cl-) iyonları bulunur. Bu çözeltiye iki platin levha sokup bir do..ru akım kayna..ının iki farklı kutbuna
bağlayıp akım geçirirsek :
(+) yüklü (Cu++) iyonları negatif elektroda KATOT'a gider. (-) yüklü (Cl-) iyonları ise
pozitif yüklü eletroda ANOT'a gider.
Cu++ iyonları katotta elektrik yüklerini bırakırlar. Her bakır iyonu elektrottan iki elektron
alır, böylece Cl- iyonları elektrikçe nötral olan klor gazı haline geçerler.
2 Cl- iyonu Þ 2 Cl atomu Þ Cl2 molekülü
Bir atom-gram bakırın elektrotta açığa çıkarılması için 2 x 96.490 (coulomb) gerekir. Elektrolitik kaplamanın "Galvano teknik" yani metal kaplamacılığının temelini işte bu elektroliz olayı oluşturur.
2.1. METAL KAPLAMA ELEKTROLİTLERİ
Elektrolit normal olarak kaplanacak metali iyonik halde içeren sulu bir çözeltidir. Bazı metaller yüksek değerde negatif yük bırakma potansiyeline sahip olduklarından sulu çözeltileri kullanılarak kaplanamazlar, bu tür metallerin sulu çözeltileri kullanılarak birikimleri için yapılacak denemede katotta hidrojen çıkısı olacaktır. Aluminyum bu türün önemli olan bir kaplama metalidir ve aluminyum kaplama ergitilmiş tuz yada sulu olmayan organik elektrolit kullanılarak gerçekleştirilir.
Bir hücreye bir gerilim uygulandığında hücrede geçerli koşullar altında en az negatif değerde yük bırakma potansiyeli için katotta reaksiyon olur. Yük bırakma potansiyelleri iyonik derişim, akım yoğunluğu, sıcaklık vs. gibi etkenlerle değişir ve bu değişimin büyüklüğü farklı türler için farklı değerdedir. Katotta istenen birikimin sağlanabilmesi için elektrolitin durumu önceden düzenlenmelidir. İki prosesin yük bırakma potansiyelleri birbirine çok yakın değerde ise, her ikisi birden oluşur, iki metalin birlikte birikimi alaşım kaplamada kullanılır. Hidrojenin yük bırakma potansiyeli metalinkine yakınsa kaplama ile birlikte hidrojen gazı çıkışına dolayısıyla akım veriminin düşmesine neden olur. Hidrojen çıkışı birikimde delik ve gözeneklerin oluşumuna ve bunun sonucu toz haldeki birikimlerin oluşumuna neden olur. Kaplanan metal tarafından hidrojen absorbsiyonu kırılganlığa neden olur. Öte yandan hidrojen kabarcıklar, çözeltide etkili bir karışmayı sağlar.
Elektrolitte metali iyonik halde bulundurmanın en basit yolu,o metalin basit bir tuzunun çözeltisini kullanmaktır. Uygulamada ekonomik yönden başlıca istenen şey yüksek birikim hızıdır, bu ise yüksek akım yoğunluğu demektir. Katotta derişim polarizasyonunun etkisini azaltmak için çözeltideki metal iyonu derişiminin yüksek olması gerekir. Aynı zamanda çözeltiye iyi bir iletkenlik sağlamak ve dirençsel kayıpları azaltmak için çözeltideki toplam iyonik derişiminde yüksek olması gerekir. Bu durum ise yüksek çözünürlükteki metal tuzlarının kullanımını sınırlandırır. Metal tuzu seçiminde diğer bir sınırlayıcı etken ise metal tuzu anyonunun anotta yükünü bırakmaması gerektiğidir. Nitrat, klorür ve sülfatlar genellikle kullanılan anyonlardır aynı zamanda bunların tuzlarının karışımıda kullanılır. Bazı sistemlerde ise fluoboratlar ve bazı organik asitlerin tuzları kullanılmaktadır.
Bazı durumlarda metal bir kompleks iyon halinde bulunuyorsa daha iyi bir kaplamanın elde edildiği saptanmıştır. Bir kompleks iyon bir basit metal iyonu ile bazı basit anyonların birleşmesi sonucu oluşan yeni bir negatif yüklü iyondur. Örneğin, gümüş iyonlan ve siyanür iyonlan birleşerek gümüş siyanür iyonunu oluştururlar |