Už stovky rokov hľadajú ľudia odpovede na otázky, ako chrániť kov pred koróziou a ako dodať kovovým povrchom elegantný vzhľad. Toto hľadanie viedlo na prelome osemnásteho a devätnásteho storočia k objavom. Otcami galvanizácie boli fyzik Luigi Galvani a chemik Luigi Valentino Brugnatelli. Začali pracovať na galvanických článkoch a galvanizácii. Čo je galvanizácia? Ako galvanicke pokovovanie funguje? A ako galvanizovať doma – je to vôbec možné?
Čo je pokovovanie?
Pokovovanie je jedna z metód povrchovej úpravy (najmä) kovov, ale aj iných materiálov (napríklad plastov). Je to proces povrchovej úpravy, pri ktorom sa kov nanáša na povrch iného materiálu. Pokovovanie môže byť elektrolytické, lúhovanie alebo galvanické. A práve na to, čo je galvanické pokovovanie, sa dnes zameriame.
Čo je galvanizácia
Galvanizácia alebo galvanické pokovovanie, niekedy nazývané aj galvanoplastika, je trvalé pokrytie elektricky vodivých predmetov vrstvami kovu pomocou elektrického prúdu. Proces galvanizácie využíva jednosmerný elektrický prúd na nanášanie tenkých vrstiev kovov z roztoku ich solí na (zvyčajne kovové) predmety. Galvanizácia dodáva predmetu požadovanú vlastnosť, ktorou môže byť ochrana proti korózii, odolnosť proti oderu a opotrebovaniu, klzkosť alebo estetické vlastnosti. Galvanizácia bola pomenovaná podľa talianskeho lekára Luigiho Galvaniho, priekopníka tohto procesu.
Čo je galvanické pokovovanie?
Galvanizácia je proces pokovovania, pri ktorom sa ióny kovov v roztoku pohybujú v elektrickom poli a vytvárajú povlak na elektróde. Proces využíva jednosmerný prúd. Katióny látky sa redukujú z roztoku na katóde a pokrývajú vodivý predmet tenkou vrstvou materiálu. Galvanizácia sa používa predovšetkým na vytvorenie vrstvy s požadovanými vlastnosťami na povrchu predmetu, ktorý tieto vlastnosti nemá. Metóda sa však môže použiť aj na zväčšenie predmetov, ktoré sú príliš malé.
Ako funguje galvanické pokovovanie?
Všeobecne sa galvanické pokovovanie označuje ako elektrodepozícia. Je to obdoba galvanického článku, ale funguje opačne. Jednou z metód je použitie anódy vyrobenej z kovu, ktorý sa má nanášať na predmet pripojený ku katóde. Obe elektródy sú ponorené do elektrolytu obsahujúceho jednu alebo viac solí daného kovu alebo iné ióny, ktoré umožňujú prechod elektrického prúdu. Použitý kov sa na anóde oxiduje a vo forme iónov prechádza do roztoku. Na katóde sa rozpustený kov opäť redukuje z iónov a vytvára vrstvu, ktorá pokrýva elektródu. Rýchlosť, ktorou sa anóda rozpúšťa, sa rovná rýchlosti, ktorou sa pokrýva katóda. A táto rýchlosť je priamo úmerná prúdu, ktorý ňou preteká. Ióny v elektrolyte, ktoré sa premieňajú na kovový povlak na katóde, sa priebežne dopĺňajú z anódy.
Základný technologický proces galvanizácie vo všeobecnosti zahŕňa tieto operácie:
- odmasťovanie,
- oplachovanie vodou,
- aktivácia povrchu – odihlovanie,
- oplachovanie vodou,
- galvanické pokovovanie,
- oplachovanie vodou,
- (niekedy chrómovanie – najmä v prípade zinkových a kadmiových povlakov),
- (oplachovanie vodou),
- sušenie výrobku.
Ako galvanizovať doma?
V priemysle sa používa elegantná metóda, pri ktorej sa bežné kovové predmety pokrývajú tenkou vrstvou niektorého ušľachtilého kovu. Galvanickým pokovovaním sa dosiahne nielen pekný vzhľad, ale predovšetkým požadovaná trvanlivosť. Galvanizovňu si môžete postaviť aj doma.
Na galvanické pokovovanie doma budete potrebovať:
- sklenenú nádobu,
- predmet, ktorý sa má galvanizovať – v našom prípade klinec,
- 4,5 V batériu,
- drôt,
- grafitový atrament z hrubšej ceruzky,
- pentahydrát síranu meďnatého,
- 1 dcl destilovanej vody.
Ku každému pólu batérie pripevnite približne 15 cm dlhý drôt tak, že ho jednoducho omotáte okolo. Na koniec drôtu vedúceho od záporného pólu pripevnite železný klinec. Pred použitím ho dôkladne umyte saponátom, aby ste odstránili prípadnú mastnotu, ktorá by bránila dokonalému pokovovaniu. Koniec drôtu smerujúci ku kladnému pólu bude naopak niesť uhlíkovú elektródu. Z obyčajnej ceruzky odoberte atrament približne v dĺžke nechtu. Klinec a uhlíková katóda vrátane drôtov, ktoré k nim vedú, nesmú prísť do priameho kontaktu.
Ďalším krokom postupu Ako galvanizovať doma je príprava galvanizačného roztoku. Ten musí obsahovať atómy medi. Môžete použiť pentahydrát síranu meďnatého, známy ako modrá hornina. Môžete ho dostať v drogérii. Pri manipulácii s touto zlúčeninou buďte opatrní, pretože je jedovatá, preto používajte ochranné rukavice.
V menšom pohári rozpustite čajovú lyžičku síranu meďnatého v jednom decilitri vody. Tým sa vytvorí elektrolyt, vodivý roztok, cez ktorý bude prechádzať elektrický prúd. Potom ponorte kovový klinec aj grafitovú elektródu do takto pripraveného roztoku. Opäť sa nesmú dostať do kontaktu.
Okamžite po ponorení do roztoku sa na uhlíkovej elektróde objavia drobné bublinky, zatiaľ čo povrch klinca sa pokryje medeným povlakom. V tomto usporiadaní môžete necht nechať v roztoku niekoľko minút. Po rozpustení síranu meďnatého sa do neho dostali kladne nabité ióny medi, t. j. katióny. Keďže klinec je pripojený k opačne nabitému (zápornému) pólu batérie, kladné ióny medi sú k klincu priťahované. V dôsledku toho sa potom usadzujú na jeho povrchu vo forme čistej medi. Na uhlíkovej elektróde sa naopak z vody uvoľňujú atómy kyslíka. Preto sa jej povrch pokryje množstvom drobných bubliniek.