Вырашальная роля цыяніду натрыю ў працэсах гальванічнага пакрыцця

Увядзенне

Гальванікапластыка — гэта шырока распаўсюджаны прамысловы працэс нанясення тонкага пласта металу на падкладку з дапамогай электрахімічнага метаду. Гэты працэс не толькі паляпшае эстэтычны выгляд падкладкі, але і паляпшае яе каразійную стойкасць, зносаўстойлівасць і іншыя механічныя ўласцівасці. Натрый cyanide, высокарэактыўны і таксічны злучэнне, адыгрывае незаменную ролю ў многіх Гальваніка прыкладанняў. У гэтым артыкуле падрабязна разглядаюцца канкрэтныя функцыі і значэнне Цыянід натрыю у працэсах гальванічнага пакрыцця.

Функцыя комплексаўтваральнага агента

Адна з галоўных роляў Цыянід натрыю (NaCN) у гальванічным працэсе дзейнічае як комплексаўтваральнік. У гальванічных ваннах іоны металаў з раствора для гальванічнага пакрыцця павінны быць транспартаваны на паверхню падкладкі для нанясення пакрыцця. Аднак свабодныя іоны металаў у растворы могуць прывесці да хуткага і нераўнамернага нанясення пакрыццяў, што прывядзе да атрымання пакрыццяў нізкай якасці. Цыянід натрыю рэагуе з іонамі металаў, такімі як медзь, цынк, золата і срэбра, утвараючы стабільныя комплексы метал-цыянід.

Напрыклад, у гальванічнай ванне для меднення, цыяністы натрый злучаецца з іонамі медзі. Атрыманы комплекс медзі з цыянідам значна больш стабільны ў растворы ў параўнанні са свабоднымі іонамі медзі. Гэта комплексаўтварэнне мае некалькі пераваг. Па-першае, яно зніжае актыўнасць іонаў металу ў растворы, што, у сваю чаргу, зніжае хуткасць нанясення. Павольнейшая хуткасць нанясення мае вырашальнае значэнне для дасягнення гладкага, аднастайнага і трымаючагася металічнага пакрыцця. Калі хуткасць нанясення занадта высокая, атамы металу не паспяваюць належным чынам размясціцца на паверхні падкладкі, што прыводзіць да шурпатага і сітаватага пакрыцця.

Па-другое, комплексы метал-цыянід больш раствараюцца ў растворы для гальванічнага пакрыцця. Гэтая павышаная растваральнасць забяспечвае бесперапынную падачу іонаў металу да катода (падкладкі, на якую наносяць пакрыццё) падчас працэсу гальванічнага пакрыцця. Пры гальванічным пакрыцці золата ўтварэнне комплексу золата-цыянід дазваляе золату заставацца ў растворы і раўнамерна наносіцца на падкладку.

Рэгуляванне палярызацыі катода

Цыянід натрыю таксама істотна ўплывае на палярызацыю катода пры гальванічным пакрыцці. Палярызацыя катода адносіцца да змены патэнцыялу катода падчас працэсу гальванічнага пакрыцця з-за электрахімічных рэакцый, якія адбываюцца на яго паверхні. Належны ўзровень палярызацыі катода мае важнае значэнне для атрымання высакаякасных пакрыццяў.

Калі ў гальванічнай ванне прысутнічае цыянід натрыю, ён павялічвае палярызацыю катода. Іоны цыяніду адсарбуюцца на паверхні катода, ствараючы бар'ер, які абмяжоўвае рух іонаў металу да катода. Гэта павялічвае перанапружанне, неабходнае для рэакцыі адкладання металу. У выніку іоны металу адкладаюцца павольней і больш кантралявана.

Напрыклад, у гальванічнай ванне для цынкавання прысутнасць цыяніду натрыю ў якасці комплексаўтваральніка і яго наступны ўплыў на палярызацыю катода прыводзяць да больш дробназярністага адкладання цынку. Павышаная палярызацыя катода прымушае іёны цынку адкладацца з большай хуткасцю, што дазваляе ім больш упарадкавана размяшчацца на паверхні падкладкі, тым самым паляпшаючы якасць цынкавага пакрыцця.

Спрыянне растварэнню анода

Акрамя ўздзеяння на катод, цыянід натрыю таксама спрыяе растварэнню анода ў гальванічнай ячэйцы. Анод з'яўляецца крыніцай іонаў металаў у працэсе гальванічнага пакрыцця. Для бесперапыннай і эфектыўнай аперацыі гальванічнага пакрыцця анод павінен растварацца з пастаяннай хуткасцю, каб папаўняць іоны металаў, якія спажываюцца на катодзе.

Цыянід натрыю дапамагае ў гэтым працэсе, утвараючы растваральныя комплексы метал-цыянід на паверхні анода. У гальванічнай установе медзі медны анод раствараецца пры рэакцыі з цыянідам натрыю. Утварэнне комплексу медзі-цыянід на паверхні анода спрыяе растварэнню медзі. Гэта адбываецца таму, што рэакцыя комплексаўтварэння выдаляе іоны медзі з паверхні анода, як толькі яны ўтвараюцца, прадухіляючы назапашванне пасіўнага пласта на анодзе. Пасіўны пласт можа перашкаджаць далейшаму растварэнню анода і парушаць працэс гальванічнага пакрыцця. Спрыяючы растварэнню анода, цыянід натрыю забяспечвае пастаянную падачу іонаў металу ў гальванічную ванну, падтрымліваючы стабільны працэс пакрыцця.

Прымяненне ў розных працэсах гальванічнага пакрыцця

Гальванічнае пакрыццё золатам і срэбрам

Цыянід натрыю шырока выкарыстоўваецца ў гальванічным пакрыцці золата і срэбра. У ювелірнай прамысловасці пазалочаныя вырабы вырабляюцца шляхам гальванічнага нанясення тонкага пласта золата на базавы метал, такі як медзь або срэбра. Выкарыстанне цыяніду натрыю ў ванне для пазалоты дапамагае атрымаць яркае, гладкае і трывалае залатое пакрыццё. Комплекс золата з цыянідам, які ўтвараецца ў прысутнасці цыяніду натрыю, дазваляе дакладна кантраляваць нанясенне золата, гарантуючы, што пакрыты пласт мае патрэбную таўшчыню і якасць.

Падобным чынам, пры гальванічным пакрыцці срэбрам цыянід натрыю ўтварае комплексы срэбра з цыянідам, якія маюць вырашальнае значэнне для атрымання высакаякасных срэбных пакрыццяў. Выкарыстанне цыяніду натрыю ў гэтых працэсах гальванічнага пакрыцця каштоўных металаў доўгі час з'яўляецца галіновым стандартам дзякуючы выдатным вынікам, якія ён дае з пункту гледжання якасці пакрыцця.

Гальванічнае пакрыццё медзі

Пры гальванічным медзенні цыянід натрыю выкарыстоўваецца для ўтварэння комплексаў медзі з цыянідам. Гэта асабліва важна ў тых выпадках, калі патрабуецца гладкае і добра адгезійнае меднае пакрыццё, напрыклад, у электроннай прамысловасці для гальванічнага пакрыцця друкаваных плат. Комплексы медзі з цыянідам, якія ўтвараюцца ў прысутнасці цыяніду натрыю, дазваляюць наносіць аднастайны пласт медзі, што неабходна для забеспячэння належнай электраправоднасці і надзейнасці друкаваных плат.

Цынкавая гальваніка

Нягледзячы на ​​тое, што прыкладаюцца намаганні па распрацоўцы гальванічных працэсаў цынкавання без цыяніду, цыянід натрыю ўсё яшчэ выкарыстоўваецца ў некаторых традыцыйных цынкавых ваннах. Пры цынкаванні цыянід натрыю дапамагае ў комплексаўтварэнні іёнаў цынку з утварэннем комплексаў цынк-цыянід. Гэта комплексаўтварэнне ўплывае не толькі на хуткасць нанясення і якасць цынкавага пакрыцця, але і дапамагае кантраляваць яго склад. Напрыклад, пры гальванічным нанясенні цынкавых сплаваў (напрыклад, сплаваў цынк-нікель або цынк-жалеза) прысутнасць цыяніду натрыю можа паўплываць на суадносіны розных металаў у сплаве, што, у сваю чаргу, уплывае на ўласцівасці канчатковага пакрыцця, такія як каразійная стойкасць і цвёрдасць.

Меркаванні аховы навакольнага асяроддзя і бяспекі

Нягледзячы на ​​высокую эфектыўнасць цыяніду натрыю ў гальванічных працэсах, важна адзначыць, што гэта надзвычай таксічнае злучэнне. Нават невялікая колькасць цыяніду натрыю можа быць смяротнай пры праглынанні, удыханні або ўсмоктванні праз скуру. Таму строга Бяспека На гальванічных заводах, дзе выкарыстоўваецца цыянід натрыю, павінны быць прыняты меры. Работнікі, якія працуюць з цыянідам натрыю, павінны быць належным чынам падрыхтаваны і абсталяваны сродкамі індывідуальнай абароны, у тым ліку пальчаткамі, ахоўнымі акулярамі і ахоўнымі сродкамі для органаў дыхання.

Акрамя таго, утылізацыя адходаў, якія змяшчаюць цыянід натрыю або прадукты яго рэакцыі, павінна быць старанна рэгуляванай, каб прадухіліць забруджванне навакольнага асяроддзя. Сцёкавыя воды, якія змяшчаюць цыянід, ад працэсаў гальванічнага пакрыцця павінны быць апрацаваны для выдалення або дэтоксікацыі цыяніду перад скідам. Звычайныя метады ачысткі ўключаюць хімічнае акісленне (з выкарыстаннем акісляльнікаў, такіх як хлор або перакіс вадароду) для пераўтварэння цыяніду ў менш таксічныя злучэнні.

Conclusion

Цыянід натрыю адыгрывае шматгранную і вырашальную ролю ў працэсах гальванічнага пакрыцця. Як комплексаўтваральнік, ён утварае стабільныя комплексы метал-цыянід, якія паляпшаюць растваральнасць і транспарт іонаў металаў у гальванічнай ванне, што прыводзіць да больш аднастайных і трывалых металічных пакрыццяў. Ён таксама рэгулюе палярызацыю катода і спрыяе растварэнню анода, што неабходна для бесперабойнай і эфектыўнай аперацыі гальванічнага пакрыцця. Нягледзячы на ​​сваю таксічнасць, пры выкарыстанні з належнымі мерамі бяспекі і аховы навакольнага асяроддзя цыянід натрыю працягвае заставацца важным кампанентам у многіх працэсах гальванічнага пакрыцця, асабліва пры нанясенні каштоўных металаў і ў атрыманні высакаякасных пакрыццяў для розных прамысловых і дэкаратыўных мэтаў. Аднак бягучыя даследаванні таксама сканцэнтраваны на распрацоўцы альтэрнатыўных, больш экалагічна чыстых працэсаў гальванічнага пакрыцця, каб паменшыць залежнасць ад гэтага таксічнага злучэння.