電鍍和化學(xué)鍍.ppt

電鍍和化學(xué)鍍 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?1 掌握恒電流密度法在銅基體上電鍍鋅的原理和實(shí)驗(yàn)技術(shù) 通過(guò)實(shí)驗(yàn)使學(xué)生了解到電鍍的原理和過(guò)程 2 了解添加劑 電流密度 鍍液pH值對(duì)電鍍的影響 通過(guò)電流效率的計(jì)算認(rèn)識(shí)到電鍍過(guò)程中存在的副反應(yīng) 3 了解化學(xué)鍍的原理和過(guò)程 電鍍 在含有金屬離子的溶液中 在電場(chǎng)的作用下 金屬離子在陰極得到電子并被還原 從而沉積在陰極金屬基體表面 以鍍銅為例 陰極主要反應(yīng) Cu2 aq 2e Cu s 陽(yáng)極主要反應(yīng) Cu s Cu2 aq 2e 實(shí)驗(yàn)原理 化學(xué)鍍 以化學(xué)鍍鎳為例 利用鎳鹽溶液在強(qiáng)還原劑次亞磷酸鈉的作用下 使鎳離子還原成金屬鎳 反應(yīng)過(guò)程為 Ni2 H2PO2 H2O HPO32 3H Ni反應(yīng)必須發(fā)生在催化活性表面上 如Fe等金屬基體 且需要在較高的溫度 60 T 95 下 反應(yīng)才能進(jìn)行 實(shí)驗(yàn)原理 儀器和試劑 恒電位 電流儀 磁力攪拌器 水浴加熱裝置 銅 鋅電極 不銹鋼片 pH試紙 KCl ZnCl2 H3BO3 鍍鋅添加劑 氯鋅 8號(hào) NaOH 鹽酸 硫酸鎳 次磷酸鈉 檸檬酸鈉 蘋(píng)果酸 琥珀酸 乳酸 丙酸 實(shí)驗(yàn)步驟 1 工作電極的準(zhǔn)備 用剪刀裁取6段1 5cm的銅片 用砂紙將銅片一面打磨至光亮 然后進(jìn)行陰極電解除油 陽(yáng)極為不銹鋼片 電壓為2 5V 時(shí)間1min左右 銅片為陰極 觀察有明顯氣泡在電極表面析出 隨后用一次水清洗銅片 用濾紙吸干表面水分 然后在銅片上標(biāo)記出1 1cm2的面積待電鍍 注意每次實(shí)驗(yàn)中 銅片只能使用一次 計(jì)算面積時(shí)銅片的兩面都要計(jì)算在內(nèi) 2 電鍍液的配制按以下的配方配制100ml鍍鋅基礎(chǔ)溶液 KCl200g LZnCl260g LH3BO325g L 實(shí)驗(yàn)步驟 3 添加劑對(duì)電鍍的影響取上述電鍍液40ml在小燒杯中 用pH試紙測(cè)量出溶液的pH值并記錄 然后插入鋅片作為陽(yáng)極 銅片為陰極 施加直流電 電鍍過(guò)程中開(kāi)啟攪拌 調(diào)節(jié)電流密度為15mA cm 2 電鍍時(shí)間為5分鐘 觀察銅片電極表面鍍鋅層的顏色和均勻性 實(shí)驗(yàn)步驟 3 添加劑對(duì)電鍍的影響然后在上述溶液中加入鍍鋅添加劑 氯鋅 8號(hào) 20mL L 溶解均勻后 同樣在銅片上進(jìn)行電鍍 電流密度為15mA cm 2 電鍍時(shí)間為5分鐘 觀察銅片電極表面鍍鋅層的顏色和均勻性 和以上未加添加劑的進(jìn)行對(duì)比 實(shí)驗(yàn)步驟 4 電流密度對(duì)電鍍的影響在上述加入添加劑的鍍液 對(duì)銅片進(jìn)行電鍍 電流密度為70mA cm 2 電鍍時(shí)間為5分鐘 觀察銅片電極表面鍍鋅層的顏色和均勻性 實(shí)驗(yàn)步驟 5 鍍液pH值對(duì)電鍍的影響用鹽酸將上述溶液的pH值調(diào)整至2 然后在此條件下進(jìn)行電鍍 電流密度為15mA cm 2 觀察銅片上鋅鍍層的顏色和電鍍過(guò)程中的現(xiàn)象 然后在上述溶液中加入20wt 的NaOH溶液 調(diào)節(jié)pH值為8 觀察溶液的現(xiàn)象 然后在此條件下進(jìn)行電鍍 電流密度為15mA cm 2 觀察銅片上鋅鍍層的顏色和電鍍過(guò)程中的現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)步驟 6 電流效率的計(jì)算 另取上述鋅基礎(chǔ)溶液40mL在小燒杯中 加入鍍鋅添加劑 氯鋅 8號(hào) 20mL L并溶解均勻 取一個(gè)銅工作電極稱其質(zhì)量 待鍍面積總共為2cm2 然后放入鍍液中 施加電流密度為15mA cm 2 電鍍時(shí)間為10分鐘 然后取出用蒸餾水沖洗干凈 并用熱風(fēng)吹干 稱重 計(jì)算出沉積上的Zn的質(zhì)量 再和理論沉積量進(jìn)行比較 計(jì)算出電流效率 實(shí)驗(yàn)步驟 7 化學(xué)鍍鎳 按以下配方配100mL化學(xué)鍍鎳溶液NiSO4 7H2O30g LNaH2PO2 H2O36g LC4H6O45g LNa3C6H5O7 2H2O14g LC4H6O515g LC3H6O315mL LC3H6O25mL L 實(shí)驗(yàn)步驟 7 化學(xué)鍍鎳 取上述溶液40mL于小燒杯中 加熱至90度 將鐵制樣品 如螺釘 先進(jìn)行陰極電解除油 條件同銅片的處理方式一樣 然后用5 鹽酸溶液浸泡除去表面的銹 然后放入溶液中 觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 注意 如果溶液中水蒸發(fā)較快 應(yīng)適當(dāng)補(bǔ)充一次水維持溶液體積 20分鐘后取出 用蒸餾水沖洗干凈 并用熱風(fēng)吹干 觀察鐵制樣品上的鎳鍍層并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象 實(shí)驗(yàn)步驟 注意事項(xiàng) 1 測(cè)定前仔細(xì)了解儀器的使用方法 2 電極表面一定要處理干凈 除油完全后水膜應(yīng)浸潤(rùn)金屬表面 思考題 1 在電鍍Zn的溶液中加入添加劑后 鍍層會(huì)變得致密和光亮