Ogniwo galwaniczne do osadzania metali, zwane także ogniwem elektrolitycznym lub ogniwem do galwanizacji, to urządzenie służące do nanoszenia warstwy metalu na inny metal w procesie elektrochemicznym. Oto instrukcja krok po kroku, jak zbudować takie ogniwo:

Materiały:

1. Źródło prądu: Regulowane źródło prądu stałego.
2. Anoda: Na przykład anoda miedziana, jeśli ma być osadzana miedź. W przypadku niektórych roztworów należy użyć innej anody – sprawdź zalecenia dla danego elektrolitu.
3. Katoda (przedmiot): Element metalowy, na którym ma zostać osadzony inny metal (np. biżuteria).
4. Roztwór elektrolitu: Roztwór zawierający jony metalu, który ma zostać osadzony (np. elektrolit miedziany do osadzania miedzi).
5. Pojemnik: Do utrzymywania roztworu elektrolitu.
6. Przewody i krokodylki: Do podłączenia elektrod do źródła prądu.

Montaż:

1. Przygotowanie roztworu elektrolitu:

   • Napełnij pojemnik roztworem elektrolitu. Do osadzania miedzi możesz użyć elektrolitu miedzianego.
     
     

2. Umieszczenie elektrod:

   • Anoda: Umieść anody (np. płytki miedziane) w roztworze. Elektrody te dostarczą metalu do osadzania. Zaleca się użycie 2 przeciwległych anod dla równomierniejszego osadzania. Jeśli nie jest to możliwe, równomierną powłokę można uzyskać przez ciągłe obracanie przedmiotu.
     Patrz także sekcja „Rozpraszanie w galwanizacji”.
   • Katoda: Umieść katodę (np. biżuterię) w roztworze – to przedmiot, na którym będzie osadzany metal.
     
     

3. Podłączenie do źródła prądu:

   • Podłącz anodę (płytkę miedzianą) do dodatniego bieguna źródła prądu.
   • Podłącz katodę (przedmiot) do ujemnego bieguna źródła prądu. Katoda naładuje się ujemnie, co spowoduje osadzanie metalu na jej powierzchni.
     
     

4. Włączenie prądu:

   • Włącz źródło prądu. Jony metalu w roztworze (np. jony Cu²⁺) będą przyciągane do katody, gdzie zostaną zredukowane do neutralnych atomów metalu i osadzą się na powierzchni.

Zasada działania:

• Anoda (płytka miedziana): Anoda częściowo się rozpuszcza pod wpływem przepływu prądu, uwalniając jony miedzi (Cu²⁺) do roztworu, co utrzymuje stałe stężenie jonów miedzi w elektrolicie:

Cu → Cu²⁺ + 2e⁻

• Katoda (przedmiot): Na katodzie jony Cu²⁺ z roztworu redukowane są przez elektrony do postaci metalicznej miedzi, która osadza się na przedmiocie:

Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu

Ważne wskazówki:

• Natężenie prądu i czas: Określają grubość warstwy metalu. Większe natężenie i dłuższy czas dają grubszą warstwę.
• Temperatura: Temperatura roztworu może wpływać na szybkość osadzania – wyższa temperatura może przyspieszyć proces, ale też wpłynąć na jakość powłoki.
• Czystość roztworu: Zanieczyszczenia mogą pogorszyć jakość powłoki.

Efekt:

Dzięki temu układowi na przedmiocie powstaje równomierna warstwa metalu. To podstawowa zasada galwanizacji, stosowana w wielu procesach przemysłowych w celu powlekania metali oraz ochrony i uszlachetniania powierzchni.

Ogólny schemat:

Porównanie osadzania: