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電運動與化學運動是兩種不同的運動方式,但兩者之間有著緊密的聯系:電可以轉化為化學變化,化學變化也可以產生電。電化學就是研究電能與化學能之間相互變換規律的一門科學。

 

電化學涉及的范圍廣泛,例如:電解的方法可用于制備金屬、非金屬、鹽類、堿類、有機化合物等;電化學的方法可用于金屬腐蝕的研究與防止;化學電池、氫電極、甘汞電極等通過電能與化學能相互轉換而實現;電解精煉、電鑄、電鍍等。

 

所謂電鍍,就是以直流電通入一定組成的電解質溶液,通過電能向化學能的轉換,從而把金屬鍍到零件表面上的過程。了解電鍍需要先了解兩類導電體。

 

1 鍍槽通電后的電流回路

 

例如鍍鎳:鍍鎳槽通電后,電流從直流電源的正極流出,經過導線、匯流排、導電棒、而流入鍍鎳槽中的鎳陽極,再從鎳陽極流入鍍鎳溶液,然后從溶液流到被鍍的零件(即陰極),最后經過掛具(或滾筒導電釘)等返回電源的負極,完成一個回路的流通。

 

2 第一類導電體

 

例如,在銅導線中,電流的流動是靠自由電子(e)的定向移動來實現的,而且電流的方向與電子(e)的流動方向相反。這種憑借物質中自由電子的定向移動來完成導電過程的導體,叫做第一類導電體。屬于第一類導電體的物質,包括所有的金屬、合金以及少數非金屬物質如石墨、二氧化鉛等。

 

3 第二類導電體

 

電流從鎳陽極經過鍍鎳溶液流到被鍍零件(陰極)的過程,就不是簡單的電子導電了。在鍍鎳溶液中,帶正電荷的陽離子有Ni2+、Na+、H+等,帶負電荷的陰離子有SO42、OH、Cl等。通電前,這些離子在鍍液中向各個方向做無規則的運動。當把鍍槽的兩極與直流電源接通后,與電源正極相連的鎳陽極就帶上了正電荷,與電源負極相連的陰極零件就帶上了負電荷。這時,溶液中的陽離子Ni2+、Na+、H+等就向陰極移動,而陰離子SO42、OH、Cl等則向陽極移動。在電場作用下,溶液中的離子向兩極發生的這種定向移動,叫做電遷移。

 

在電遷移過程中,陽離子從陽極移向陰極,相當于正電荷從陽極流向陰極,而電流的方向與正電荷的流動方向一致,從而部分實現了電流在鍍液中的流動。另一方面,陰離子從陰極流向陽極,相當于負電荷從陰極流向陽極。從電學上講,負電荷從陰極流向陽極,與等電量的正電荷從陽極流向陰極的含義是一樣的。因此,陰離子的移動也相當于正電荷從陽極流向陰極,從而也部分實現了電流在鍍液中的流動。

 

由以上可知,盡管電鍍時陰、陽離子遷移的方向相反,但它們所傳遞的電流的方向是一致的,因此通過鍍液的電流應為陰、陽離子所傳遞的電流的總和。這樣的話,在電鍍液中,電流的流動是靠溶液內陰、陽離子的定向遷移來實現的。這類憑借陰、陽離子的定向遷移來完成導電過程的導體,叫做第二類導電體。所有的電鍍液和其它的電解質溶液都是第二類導電體。

 

4 電鍍的電流回路由兩類導電體共同構成

 

在任一電鍍過程中,都存在這兩類導電體的導電作用。所有電鍍的電流回路,都由這兩類導電體共同構成。不同的是,電流在第一類導體中的流動,是靠電子的定向移動,而在第二類導體中的流動,是靠離子的定向移動。同時,這兩類導體是以陰、陽極為分界的,在溶液內是離子導電的第二類導電體,在溶液以外(包括電極本身)則是電子導電的第一類導電體。

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