Hur bygger jag en galvanisk cell för att avsätta metaller?

En galvanisk cell för avsättning av metaller, även kallad elektrolytcell eller galvaniseringscell, är en anordning som används för att avsätta ett metallskikt på en annan metall genom en elektrochemisk process. Här följer en steg-för-steg-guide för hur du bygger en sådan cell:

Material:

1. Strömkälla: En reglerbar likströmskälla.
2. Anod: Till exempel en kopparanod om koppar ska avsättas. Vid vissa lösningar måste en annan anod användas – observera anvisningarna för elektrolyten.
3. Kathod (arbetsstycke): Det metallstycke på vilket den andra metallen ska avsättas (t.ex. ett smycke).
4. Elektrolytlösning: En lösning som innehåller metalljoner av den metall som ska avsättas (t.ex. koppar-elektrolyt för kopparavsättning).
5. Behållare: För att hålla elektrolytlösningen.
6. Ledningskablar och krokodilklämmor: För att koppla elektroderna till strömkällan.

Uppbyggnad:

1. Förbered elektrolytlösningen:

   • Fyll behållaren med elektrolytlösningen. För att avsätta koppar kan du till exempel använda en koppar-elektrolyt.
     
     

2. Installera elektroderna:

   • Anod: Placera anoderna (t.ex. kopparplattan) i lösningen. Dessa elektroder levererar den metall som ska avsättas. Det bör användas två motstående anoder för att uppnå en jämn avsättning. Observera de medföljande illustrationerna. (Om det inte är möjligt att uppnå en sådan anordning, kan en jämn beläggning av arbetsstycket uppnås genom kontinuerlig rotation.)
     Observera även avsnittet "Spridningen i galvaniseringen"
     
   • Kathod: Placera även kathoden (t.ex. smycket) i lösningen. Detta är arbetsstycket där metallen avsätts.
     
     

3. Koppla till strömkällan:

   • Koppla anoden (kopparplattan) till den positiva polen på strömkällan.
   • Koppla kathoden (arbetsstycket) till den negativa polen på strömkällan. Detta gör att kathoden blir negativt laddad, vilket leder till att metallen avsätts på den.
     
     

4. Slå på strömmen:

   • Slå på strömkällan. Metalljonerna i lösningen (t.ex. Cu²⁺-joner) attraheras av kathoden eftersom den är negativt laddad. Jonerna reduceras till neutrala metallatomer och deponeras på kathodens yta.

Funktion:

• Anod (kopparplatta): Genom strömflödet löses anoden delvis upp, vilket frigör kopparjoner (Cu²⁺) i lösningen. På så sätt hålls koncentrationen av kopparjoner i elektrolyten konstant:

Cu → Cu²⁺ + 2e⁻

• Kathod (arbetsstycke): Vid kathoden reduceras kopparjonerna (Cu²⁺) i lösningen med hjälp av elektroner och deponeras som metalliskt koppar på arbetsstycket:

Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu

Viktiga anvisningar:

• Strömstyrka och tid: Strömstyrkan och processens varaktighet bestämmer tjockleken på det avsatta metallskiktet. Högre strömstyrka och längre tider leder till tjockare skikt.
• Temperatur: Elektrolytlösningens temperatur kan påverka avsättningshastigheten. Högre temperaturer kan påskynda processen, men påverkar även skiktets kvalitet.
• Renheten hos elektrolytlösningen: Föroreningar i lösningen kan försämra kvaliteten på det avsatta metallskiktet.

Resultat:

Med denna uppställning avsätts ett jämnt metallskikt på arbetsstycket. Detta är det grundläggande principen för galvanisering, som används i många industriella processer för att belägga metaller samt skydda eller förädla ytor.

Allmän uppbyggnad:

Jämförelse av avsättningen: