Qu'est-ce que la galvanoplastie et comment ça marche?

L'électrochimie est un processus par lequel des couches très minces d'un métal sélectionné sont liées à la surface d'un autre métal au niveau moléculaire. Le processus lui-même implique la création d'une cellule électrolytique: un appareil qui utilise l'électricité pour livrer des molécules à un endroit particulier.

Comment fonctionne la galvanoplastie

La galvanoplastie est l'application de cellules électrolytiques dans lesquelles une fine couche de métal est déposée sur une surface électriquement conductrice. Une cellule se compose de deux électrodes (conducteurs), généralement en métal, qui sont tenues à l'écart l'une de l'autre. Les électrodes sont immergées dans un électrolyte (une solution).

Lorsqu'un courant électrique est activé, les ions positifs dans l'électrolyte se déplacent vers l'électrode chargée négativement, appelée cathode. Les ions positifs sont des atomes avec un électron de trop peu. Quand ils atteignent la cathode, ils se combinent avec des électrons et perdent leur charge positive.

En même temps, les ions chargés négativement se déplacent vers l'électrode positive, appelée anode. Les ions chargés négativement sont des atomes avec un électron de trop. Quand ils atteignent l'anode positive, ils y transfèrent leurs électrons et perdent leur charge négative.

L'anode et la cathode

Dans une forme de galvanoplastie, le métal à plaquer est situé à l'anode du circuit, l'article à plaquer étant situé à la cathode. L'anode et la cathode sont immergées dans une solution qui contient un sel métallique dissous, tel qu'un ion du métal à plaquer, et d'autres ions qui agissent pour permettre la circulation de l'électricité à travers le circuit..

Un courant continu est fourni à l'anode, oxydant ses atomes métalliques et les dissolvant dans la solution d'électrolyte. Les ions métalliques dissous sont réduits à la cathode, plaquant le métal sur l'article. Le courant à travers le circuit est tel que la vitesse à laquelle l'anode est dissoute est égale à la vitesse à laquelle la cathode est plaquée.

But de la galvanoplastie

Il existe plusieurs raisons pour lesquelles vous souhaiterez peut-être recouvrir une surface conductrice de métal. Le placage à l'argent et le placage à l'or des bijoux ou de l'argenterie sont généralement effectués pour améliorer l'apparence et la valeur des articles. Le placage au chrome améliore l'apparence des objets et améliore également son usure. Des revêtements de zinc ou d'étain peuvent être appliqués pour conférer une résistance à la corrosion. Parfois, la galvanoplastie est effectuée simplement pour augmenter l'épaisseur d'un article.

Exemple de galvanoplastie

Un exemple simple du processus de galvanoplastie est la galvanoplastie du cuivre dans laquelle le métal à plaquer (cuivre) est utilisé comme anode, et la solution d'électrolyte contient l'ion du métal à plaquer (Cu²⁺ dans cet exemple). Le cuivre entre en solution à l'anode lorsqu'il est plaqué à la cathode. Une concentration constante de Cu²⁺ est maintenue dans la solution électrolytique entourant les électrodes:

• Anode: Cu (s) → Cu²⁺(aq) + 2 e^-
• Cathode: Cu²⁺(aq) + 2 e^- → Cu (s)

Processus de galvanoplastie courants

Métal	Anode	Électrolyte	Application
Cu	Cu	20% CuSO4, 3% H2DONC4	galvanotype
Ag	Ag	4% AgCN, 4% KCN, 4% K2CO3	bijoux, vaisselle
Au	Au, C, Ni-Cr	3% AuCN, 19% KCN, 4% Na3PO4 tampon	bijoux
Cr	Pb	25% CrO3, 0,25% H2DONC4	Pièces automobiles
Ni	Ni	30% NiSO4, 2% NiCl2, 1% H3BO3	Plaque de base en Cr
Zn	Zn	6% Zn (CN)2, 5% NaCN, 4% NaOH, 1% Na2CO3, 0,5% Al2(DONC4)3	acier galvanisé
Sn	Sn	8% H2DONC4, 3% Sn, 10% crésol-acide sulfurique	boîtes en fer blanc