Cuprarea

Scopul lucrării

Depunerea prin electroliză cu anod solubil a unui strat de cupru pe alamă

Introducere

Una din metodele, folosite frecvent, de prevenire şi combatere a coroziunii metalelor constă în acoperirea acestora cu straturi protectoare metalice şi nemetalice.

Stratul metalic depus trebuie să fie aderent, continuu, uniform, fără pori şi fisuri pentru a crea o barieră între metalul de protejat şi mediul coroziv. Îndeplinirea acestor condiţii depinde de pregătirea suprafeţei (prin rectificare, decapare, degresare, lustruire) şi de condiţiile de electroliză (compoziţia băii de electroliză, densitate de curent, temperatură).

Acoperirile cu metal cu potenţial de electrod mai electronegativ decât a metalului de protejat sunt anodice, ca de exemplu acoperirea cu zinc sau crom pe oţel:

Acţiunea lor protectoare este determinata nu numai de izolarea de mediul agresiv, dar şi de acţiunea de protecţie electrochimică. Dacă stratul de metal conţine pori sau alte discontinuităţi, porţiunile de metal neacoperite având rolul de catod sunt protejate. În pila galvanică alcătuită din cele două metale şi mediul coroziv, metalul depus se distruge prin reacţie anodică.

Acoperirile cu metal cu potenţial de electrod mai electropozitiv sunt catodice, ca de exemplu acoperirea oţelului cu un strat de cupru, nichel sau staniu.

În acest caz protecţia metalului de bază este asigurată numai atunci când stratul protector îl izolează complect de mediul exterior. De aceea acoperirile catodice trebuie să îndeplinească condiţii riguroase privind dimensiunea şi numărul porilor, deoarece este posibil atacul mediului coroziv pe micile porţiuni dezgolite cu rol de anod.

Depunerea electrochimică a metalelor pe substraturi metalice se aplică pentru protecţie anticorozivă, în scop decorativ, pentru reducerea frecării sau îmbunătăţirea unor parametrii electrici sau magnetici.

Depunerile de cupru sunt folosite ca strat intermediar la nichelarea şi cromarea oţelului, la protecţia alamei împotriva coroziunii, la confecţionarea unor circuite integrate, etc.

În această lucrare se va studia depunerea cuprului pe o plăcuţă de alamă prin electroliză cu anod solubil.

Baia de electroliză conţine o soluţie apoasă de CuSO4 acidulată cu H2SO4. Anodul este confecţionat din cupru. Catodul este chiar plăcuţa de alamă care urmează să fie protejată.

În soluţia apoasă sulfatul de cupru şi acidul sulfuric CuSO4 şi H2SO4 sunt disociaţi în ioni:

(5.11)

La electroliza cu anod solubil se desfăşoară următoarele reacţii electrochimice:

La anod (+): (5.12)

La catod (-): (5.13)

În baia de electroliză concentraţia sulfatului de cupru se menţine constantă.