Wat is galvaniseren en hoe werkt het?

Elektrochemie is een proces waarbij zeer dunne lagen van een geselecteerd metaal op moleculair niveau aan het oppervlak van een ander metaal worden gehecht. Het proces zelf omvat het maken van een elektrolytische cel: een apparaat dat elektriciteit gebruikt om moleculen naar een bepaalde locatie te brengen.

Galvaniseren is het aanbrengen van elektrolytische cellen waarin een dunne laag metaal op een elektrisch geleidend oppervlak wordt afgezet. Een cel bestaat uit twee elektroden (geleiders), meestal gemaakt van metaal, die apart van elkaar worden gehouden. De elektroden worden ondergedompeld in een elektrolyt (een oplossing).

Wanneer een elektrische stroom is ingeschakeld, positieve ionen in de elektrolyt bewegen naar de negatief geladen elektrode, de kathode genoemd. Positieve ionen zijn atomen met één elektron te weinig. Wanneer ze de kathode bereiken, combineren ze zich met elektronen en verliezen ze hun positieve lading.

Tegelijkertijd bewegen negatief geladen ionen naar de positieve elektrode, de anode genoemd. Negatief geladen ionen zijn atomen met één elektron te veel. Wanneer ze de positieve anode bereiken, dragen ze hun elektronen erop over en verliezen ze hun negatieve lading.

Bij een vorm van galvaniseren bevindt het te bekleden metaal zich op de anode van het circuit, terwijl het te bekleden voorwerp zich op de kathode. Zowel de anode als de kathode worden ondergedompeld in een oplossing die een opgelost metaalzout bevat, zoals een ion van het metaal dat wordt geplateerd - en andere ionen die de stroom van elektriciteit door de circuit.

Gelijkstroom wordt aan de anode geleverd, oxideert de metaalatomen ervan en lost deze op in de elektrolytoplossing. De opgeloste metaalionen worden aan de kathode gereduceerd, waardoor het metaal op het item wordt geplateerd. De stroom door het circuit is zodanig dat de snelheid waarmee de anode wordt opgelost gelijk is aan de snelheid waarmee de kathode wordt uitgeplaat.

Er zijn verschillende redenen waarom u een geleidend oppervlak met metaal wilt bekleden. Verzilveren en vergulden van sieraden of zilverwerk worden meestal uitgevoerd om het uiterlijk en de waarde van de artikelen te verbeteren. Verchromen verbetert het uiterlijk van objecten en verbetert ook de slijtage. Zink- of tincoatings kunnen worden aangebracht om corrosiebestendigheid te verlenen. Soms wordt galvaniseren eenvoudig uitgevoerd om de dikte van een artikel te vergroten.

Een eenvoudig voorbeeld van het galvaniseerproces is het galvaniseren van koper waarin het metaal zich moet bevinden geplateerd (koper) wordt gebruikt als de anode en de elektrolytoplossing bevat het ion van het te zijn metaal geplateerd (Cu²⁺ in dit voorbeeld). Koper gaat bij de anode in oplossing terwijl het bij de kathode wordt uitgeplaat. Een constante concentratie van Cu²⁺ wordt in de elektrolytoplossing rond de elektroden gehouden:

• Anode: Cu (s) → Cu²⁺(aq) + 2 e^-
• Kathode: Cu²⁺(aq) + 2 e^- → Cu (s)