Come si costruisce una cella galvanica per depositare metalli?

Una cella galvanica per il deposito di metalli, nota anche come cella elettrolitica o cella galvanica, è un dispositivo utilizzato per depositare uno strato di metallo su un altro metallo attraverso un processo elettrochimico. Ecco una guida passo passo per costruire una cella di questo tipo:

Materiali:

1. Sorgente di corrente: una sorgente di tensione continua controllabile.
2. Anodo: ad esempio, un anodo di rame se si deve depositare del rame; per alcune soluzioni è necessario utilizzare un anodo diverso - segui le istruzioni per l'elettrolita.
3. Catodo (pezzo da lavorare): Il pezzo di metallo su cui deve essere depositato l'altro metallo (ad esempio un gioiello).
4. Soluzione elettrolitica: una soluzione contenente ioni metallici del metallo da depositare (ad es. elettrolita di rame per la deposizione di rame).
5. Contenitore: per contenere la soluzione elettrolitica.
6. Fili conduttori e morsetti a coccodrillo: Per collegare gli elettrodi alla fonte di alimentazione.

Preparazione:

1. Preparazione della soluzione elettrolitica:

   • Riempi il contenitore con la soluzione elettrolitica. Puoi utilizzare un elettrolita di rame, ad esempio per depositare il rame.
     
     

2. Inserimento degli elettrodi:

   • Anodo: inserisci gli anodi (ad esempio la piastra di rame) nella soluzione. Questi elettrodi forniranno il metallo da depositare. È consigliabile utilizzare due anodi opposti per ottenere una deposizione più uniforme. Fai riferimento ai diagrammi. (Se non è possibile ottenere una simile disposizione degli anodi, è possibile ottenere un rivestimento uniforme del pezzo in lavorazione mediante una rotazione continua).
     Consulta anche la sezione “La dispersione nella galvanica”
     
   • Catodo: posiziona anche il catodo (ad esempio il gioiello) nella soluzione. Si tratta del pezzo su cui viene depositato il metallo.
     
     

3. Collegamento alla fonte di alimentazione:

   • Collega l'anodo (piatto di rame) al polo positivo della fonte di alimentazione.
   • Collega il catodo (pezzo da lavorare) al polo negativo della fonte di alimentazione. In questo modo il catodo si carica negativamente e il metallo si deposita su di esso.
     
     

4. Attiva il flusso di corrente:

   • Accendi la sorgente di corrente. Gli ioni metallici presenti nella soluzione (ad esempio gli ioni Cu²⁺) sono attratti dal catodo, che è carico negativamente. Gli ioni si riducono in atomi metallici neutri e si depositano sulla superficie del catodo.

Come funziona:

• Anodo (piastra di rame): L'anodo si dissolve parzialmente a causa del flusso di corrente, rilasciando ioni di rame (Cu²⁺) nella soluzione, per cui la concentrazione di ioni di rame nella soluzione elettrolitica rimane costante:

Cu → Cu²⁺ + 2e⁻

• Catodo (pezzo da lavorare): Al catodo, gli ioni di rame (Cu²⁺) provenienti dalla soluzione vengono ridotti dagli elettroni e depositati sul pezzo sotto forma di rame metallico:

Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu

Note importanti:

• Amperaggio e tempo: l'amperaggio e la durata del processo determinano lo spessore dello strato metallico depositato. Correnti più elevate e tempi più lunghi portano a strati più spessi.
• Temperatura: la temperatura della soluzione elettrolitica può influenzare la velocità di deposizione. Temperature più elevate possono accelerare il processo, ma anche influenzare la qualità dello strato.
• Purezza della soluzione elettrolitica: le impurità presenti nella soluzione possono influire sulla qualità dello strato metallico depositato.

Risultato:

Con questa procedura si deposita uno strato metallico uniforme sul pezzo da lavorare. Questo è il principio di base della galvanoplastica, che viene utilizzata in molti processi industriali per rivestire i metalli e proteggere o perfezionare le superfici.

Struttura generale:

Confronto del deposito: