Cromatura Trivalente: Scelta degli Anodi

Negli elettroliti di cromo trivalente, le condizioni chimiche ed elettrochimiche differiscono da quelle dei bagni classici di cromo esavalente. Di conseguenza, gli anodi devono essere scelti in modo da non alterare la composizione del bagno e da non generare sostanze dannose per la salute.

Perché non un anodo di cromo in elettroliti di cromo trivalente?

1. Comportamento di dissoluzione del cromo
   Nei bagni di cromo trivalente, il cromo è già presente allo stato di ossidazione +III, che è relativamente stabile. Tuttavia, un anodo di cromo può portare a un’ossidazione incontrollata a cromo(VI):
   • Cromo(VI) (cromo esavalente) è altamente tossico e cancerogeno. Anche quantità molto piccole nel bagno rappresentano quindi un grave rischio per la salute e per l’ambiente.
     
     
2. Stabilità del bagno
   I bagni di cromo trivalente sono intenzionalmente formulati per contenere pochissimo Cr(VI) o per non contenerne affatto. Un anodo di cromo perturberebbe quest’equilibrio, poiché durante l’ossidazione elettrochimica può formarsi Cr(VI). Ciò compromette la qualità del deposito e comporta rischi considerevoli.
   
   
3. Pratica: anodi inerti o speciali
   
   • Anodi in platino o iridio sono ottimi anodi inerti, in quanto estremamente resistenti all’elettrolita e praticamente non rilasciano materiale. Tuttavia, sono costosi.
   • Anodi in grafite vengono utilizzati spesso, ma a volte possono rilasciare fini particelle di grafite nel bagno (erosione/usura). Queste si depositano sulla superficie del pezzo, provocando depositi scuri.

Perché è consentito un anodo in alluminio?

1. Pellicola di ossido protettiva (passivazione)
   Sulla superficie dell’alluminio si forma uno strato denso di ossido di alluminio (Al₂O₃). Questo strato passiva il metallo e riduce significativamente la dissoluzione degli ioni di alluminio nel bagno.
   
   
2. Limitato disturbo della chimica del bagno
   Alle normali condizioni di tensione e pH dei bagni di cromo trivalente, l’alluminio rimane per lo più passivo. Pertanto, soltanto quantità relativamente esigue di ioni Al³⁺ entrano nell’elettrolita, con un impatto minimo sulla composizione o sul pH del bagno.
   
   
3. L’alluminio si dissolve ma non si deposita
   Sebbene una certa quantità di alluminio effettivamente passi nel bagno sotto forma di Al³⁺, praticamente non si deposita come strato metallico in soluzione acquosa.
   • Dal punto di vista termodinamico, è molto difficile depositare alluminio da soluzioni acquose, poiché l’acqua viene ridotta più facilmente (generazione di idrogeno).
   • Di conseguenza, non si forma alcun indesiderato strato di alluminio sui pezzi.
     
     
4. Disponibilità e costi
   L’alluminio è economico, facile da lavorare e—a condizione che la passivazione funzioni in modo affidabile—rappresenta un anodo pratico per i bagni di cromo trivalente.

Conclusione

• Un anodo di cromo in un bagno di cromo trivalente porterebbe alla formazione indesiderata di Cr(VI), estremamente dannoso per la salute.
• Anodi in alluminio sono consentiti grazie al loro strato di ossido protettivo, che contamina appena l’elettrolita e non genera sottoprodotti tossici.
• Anodi in platino e iridio sono considerati anodi inerti molto durevoli, ma risultano costosi.
• Anodi in grafite sono relativamente economici, ma possono rilasciare particelle di grafite a causa dell’usura, provocando depositi scuri.