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電鍍時,電子導(dǎo)電是怎樣轉(zhuǎn)化成離子導(dǎo)電,離子導(dǎo)電又是怎樣轉(zhuǎn)化成電子導(dǎo)電的呢?電子導(dǎo)電是固體導(dǎo)電,離子導(dǎo)電是液體導(dǎo)電,兩者是性質(zhì)不同的導(dǎo)電形式。既然它們在陰、陽兩極相連通,那么陰、陽兩極與鍍液接觸的界面必是它們發(fā)生質(zhì)變的地方,即電極反應(yīng)之處。
1、陰極反應(yīng)
陰極(被鍍零件)原來是電中性的,當(dāng)它接收了從電源負(fù)極流來的電子后,就帶上了負(fù)電荷,負(fù)電荷積累到一定程度以后,就會使鍍液遷移來的Ni2+在陰極與鍍液的接觸面取走電子,Ni2+被還原成金屬鎳,可用下式表示:Ni2++2e= Ni。
這是一個普通的還原反應(yīng),因它是在電極表面發(fā)生的,所以稱為電極反應(yīng),又因是在陰極上發(fā)生的,又稱陰極反應(yīng)。凡是在陰極發(fā)生的反應(yīng)都是還原反應(yīng)。Ni2+奪取了陰極上的電子還原為金屬鎳而覆蓋在陰極零件表面上,這就是通常所說的鍍鎳。顯然,正是陰極反應(yīng)這種特殊形式,實現(xiàn)了電子導(dǎo)電與離子導(dǎo)電的相互轉(zhuǎn)化。
2、陽極反應(yīng)
陽極情況與陰極相反,鎳陽極原來是電中性的,但在電鍍電源的作用下,電子不斷從鎳陽極流入電源,致使鎳陽極缺少電子而帶正電荷。這樣就迫使作為陽極的金屬鎳在極板與鍍液交界面放出電子給陽極,鎳原子本身就氧化成鎳離子而進(jìn)入鍍液,同時向陰極方向遷移,可用下式表示:Ni-2e= Ni2+。
當(dāng)然,這也是電極反應(yīng),具體地說,反應(yīng)因是在陽極發(fā)生的,所以又稱陽極反應(yīng)。凡是在陽極發(fā)生的反應(yīng)都是氧化反應(yīng)。金屬鎳不斷地失去電子氧化成鎳離子而進(jìn)入鍍液,這就是鍍鎳時鎳板逐漸變薄的原因,這種現(xiàn)象叫做陽極溶解。陰極零件上的鎳鍍層實際上就是陽極溶解發(fā)生金屬轉(zhuǎn)移的結(jié)果。正是陽極反應(yīng)的發(fā)生,實現(xiàn)了離子導(dǎo)電與電子導(dǎo)電的相互轉(zhuǎn)化。
需要指出的是,鍍鎳時兩極上的反應(yīng)并不止這些。如陰極上除了鎳的沉積外,還有氫離子得到電子還原為氫氣析出;陽極上除了鎳的溶解外,還有氫氧根離子失去電子氧化成水和氧氣析出等。這些在電極上發(fā)生的得失電子的反應(yīng),又稱作放電。現(xiàn)將電流流過鍍槽時發(fā)生的電子導(dǎo)電、離子導(dǎo)電和電極反應(yīng)三方面的變化總結(jié)如下。
(1)在電極和外電路(類導(dǎo)電體)中,有自由電子沿一定的方向移動;
(2)在鍍液(第二類導(dǎo)電體)中,有陰離子和陽離子分別沿相反方向遷移;
(3)在電極與鍍液的兩類導(dǎo)體界面間,有得失電子的電極反應(yīng)發(fā)生。