Гальваникалық мыстау не үшін қолданылады.? Мыстау кезіндегі қолданылатын сульфатты және цианитті электролиттердің қолданылу ерекшеліктерін түсіндіріңіз

Мыс қаптамасын жеке өзін ғана физикалық және электрхимиялық қасиеттеріне орай болат бөлшектеріне коррозиялық қорғаныш немесе декаративті мақсатта қолданбайды. Мыс электр оң металдар қатарына жатады. Стандартты электордты потенциалы : Е⁰_Сu⁺²/_Cu =0,337 В, сондықтан мыс қаптамасы болат бұйымдарды коррозиядан электрохимиялық қорғауды қамтамасыз ете алмайды. Мыс пен темір арасындағы потенциалдардың өзгерісі өте үлкен болғандықтан, жалаңаш шеткі аймақтар (кеуектер мен қапталмаған жерлер) тез арада корродирленеді. Сонымен қатар мысты өзін ғана жеке қаптама ретінде қолдануға болмайды, себебі ауада көмір қышқылының негізгі тұздарымен қабат түзеді. Көбінесе мысты қаптаманы басқа металмен қаптар алдында ішкі қабат ретінде өте үлкен қалыңдықта (9-36мкм) қаптауға болады, соның арқасындақаптаманың кеуектілігі төмендеп, коррозиялық төзімділігі артып, қымбат және жеткіліксіз металдарды (никель, күміс және т.б.) үнемдеуге мүмкіндік береді.

Мыс қаптамалар болат бөлшектерінің беткі, жеке аймақтарын цементациядан қорғау және тағы басқа мақсаттар үшін де қолданады.

Химиялық қосылыстарда және электролиттерде мысты тұндыруда бір немесе екі валенттілік көрсетеді. Мысалы, цианды мысты электролит қосылыстарында NaCu(CN)₂ мыс бір валентті болса, күкірт қышқылды электролиттерде CuSO₄ мыс екі валентті.

Қазіргі уақытта мыстың электршөгуіне көптеген электролиттер табылуда.

Олар өзінің құрамы мен ерекшелігі бойынша екі негізгі топқа бөлінеді: қышқылды және негізді. Қышқылды электролиттерге күкірт қышқылды, кремний фторидті, фторборатты, сульфаминді жатады. Қышқыл электролиттерде мыс ерітіндіде екі валентті формада және катодта разряд процесі төмендегідей болады:

Сu²⁺ + 2e = Cu

Мыс сульфаты ерітіндісінде мысты анодтар екі валентті мыс ионын түзе еріп, катодта разрядталып металдық мыс түрінде тұнады. Алайда ,бұл негізгі процестермен қатар қалыпты жұмысты бұзатын басқа да процестер жүреді. Сонымен қатар бір валентті иондар түзіле жүретін анодты еру болуы мүмкін, алайда мыстың қалыпты потенциалдар мәніне қарағанда бұл процесс айтарлықтай елеусіз дәрежеде жүреді:

Cu⁺/Cu = +0.51 B; Cu²⁺/Cu = +0.33 B; Cu²⁺ /Cu⁺ = +0.15 B;

Электролитте металдық мысты химиялық қайтымды процесс жүреді:

Cu + Cu²⁺ = 2Cu⁺

Мыс сульфатты электролиттерде поляризация мардымсыз және негізгі компоненттердің концентрациясының өзгеруі мен электролиз режиміне байланысты вольттің мыңдық немесе жүздік үлесі шамасында болады.

Күкірт қышқылды электролиттер қарапайым жағдайда мыс сульфаты мен күкірт қышқылынан тұрады. Бұл электролиттің ластануға сезімталдығы мырыштауға немесе никельдеуге қарағанда аз болып келеді.Мыстың потенциалы мырыш, темір және никельдің потенциалынан айтарлықтай жоғары, сондықтан бұл қоспалардың болуы айтарлықтай қиындық тудырмайды. Мысты тұндыру процесіне зиянды әсер етуі мүмкін қоспалар (мышьяк, сурьма) әдетте елеусіз мөлшерде болып келеді.Өйткені мыс купорасын мысты электролизді крафинирлеу кезінде қосымша өнім ретінде алады, ал бұл процеске ол қоспалар көп мөлшерде жіберілуі мүмкін емес.Бұл мыс сульфатты электролиттер ластанған тұздардан дайындалуы мүмкін дегенді немесе қоспалардың түсіп кету мүмкіндігіне көңіл аудармауға болады дегенді білдірмейді.Кез – келген гальванотехникалық процесте талап етілетін ерітінділердің максималды тазалығы туралы жалпы ереже мысты электролиттерге де қатысты болады.Біз тек күкірт қышқылды электролиттің жұмысында олқылықтар болған жағдайда, оның себебін ерітіндіде қандайда бір басқа металдардың пайда болуын соңғы кезекте іздеу керектігіне назар аударамыз. Мыс сульфатының ерігіштігі электролиттегі күкірт қышқылының мөлшеріне тәуелді болғандықтан, оның ерітіндідегі концентрациясын ерікті түрде таңдауға болмайды.

Мыстың төменгі концентрациясы жарамсыз, себебі олар айтарлықтай шектелген токтығыздығын қолдануға мүмкіндік береді.

Улылығына және тұрақсыздығына қарамастан цианидті электролиттерді өндірістерде кеңінен қолданады.Артықшылығы: ұсақ кристалды құрылысты тұнбалар береді, кеуексіз, болатқа тамаша жабысады, шашырау қабілеті жақсы.Цианидті электролиттерде мыс бір валентті ион түрінде катодта тұнады.Бірақ бұл электролиттерде тоқ шығымы 100% емес,мыспен қатар катодта сутегі бөлінеді.Сондықтан катодта екі реакция жүреді.

Cu⁺ + e =Cu; 2H⁺ + 2e = H₂.

Мыс цианидінің натрий цианидімен реакциясы:

CuCN + 2NaCN = Na₂Cu(CN)₃.

Теңдеуге байланысты, 1 кг мыс цианидіне 0,55 г натрий цианидін қосады, электролиздің қалыпты жүруіне қамтамасыз ету үшін аз ғана натрий цианидінің артығын қосады (шамадан тыс артық болуытоқ шығымын төмендетіп жібереді). Электролитте ауадағы көмір қышықл газымен цианидтер әрекеттесіп натрий карбонаты көбейеді. Осыған байланысты цианидті электролитте мыстауда температураны жоғарылатуға және ауада араластыруға болмайды.

Цианды ерітінділердегі мыстың электр әсерінен тұнуы, қолайлы болып саналатын қышқыл ерітінділерінен айтарлықтай ерекшеленеді.

Бәрінен бұрын бұл берік комплекс иондарын түзілуінен және олардың нашар диссоциациялануынан, мыс иондарының активтігі цианды ерітінділерде төмен болатындығы соншалық, оның потенциалы қышқылды ерітінділерден 1 В-қа төмен болады.

Цианды электролиттердің қышқылды электролиттерден ерекшелігі мыс потенциалының бос цианид концентрациясына тәуелді айтарлықтай өзгеруі болмақ. Ал қышқыл электролиттерде бос күкірт қышқылы мыстың потенциалын шамалы ғана өзгертеді.Егер 1 литр ерітіндіде 9 грамм циан тұз түріндегі (0,1 М CuCN) мыс және 13 г/л KCN болса мыс потенциалы – 0,60 В болады.Катодтық поляризация электролиттегі мыс тұзының концентрациясына тәуелді, ал қышқыл электролиттерде болса бұл әсер өте мардымсыз.