محتويات
طلاء المعادن بالكهرباء
لا يوجد شيء مثل الكيمياء قادر على تغيير شكل المعادن الشائعة بطريقة سحرية لتبدو كمعادن نادرة وقيمة، ويتم ذلك عن طريق عملية الطلاء الكهربائي التي تقوم فكرتها على استخدام الكهرباء لتغطية معدن شائع ورخيص الثمن مثل النحاس بطبقة رقيقة من معدن آخر ثمين مثل الذهب أو الفضة، وللطلاء الكهربائي الكثير من الاستخدامات الأُخرى إلى جانب جعل المعادن الرخيصة تبدو باهظة الثمن، حيث يمكن استخدامه أيضًا لجعل المعادن مقاومة للصدأ ولإنتاج مجموعة متنوعة من السبائك المفيدة مثل سبيكة النحاس الأصفر والبرونز، بالإضافة الى استخدامه لحماية المعادن من التآكل، ويستعرض هذا المقال معلومات عن طلاء المعادن بالكهرباء.[١]
تاريخ اكتشاف الطلاء الكهربائي
تم اكتشاف الطلاء الكهربائي لأول مرة بواسطة العالم لويجي بروجناتيلي عام 1805 من خلال استخدام عملية التفريغ الكهربائي في الطلاء الكهربائي للذهب، ومع ذلك لم يلاحظ أحد اكتشافه حيث تم تجاهله من قبل الأكاديمية الفرنسية للعلوم وكذلك من قبل نابليون بونابرت، وبعد عقدين من الزمن تمكن جون رايت من استخدام سيانيد البوتاسيوم كمحلول كهرلي لطلاء الذهب والفضة، حيث اكتشف أن سيانيد البوتاسيوم يمكن استعماله كمحلول كهرلي فعال، واستخدم أبناء العمومة جورج وهنري إلكينجتون لاحقًا في عام 1840 سيانيد البوتاسيوم كمحلول كهرلي وتمكّنوا من تطبيق طريقة طلاء مجدية للذهب والفضة وحصلوا على براءة اختراع للطلاء بالكهرباء وأصبحت هذه الطريقة منتشرة على نطاق واسع في جميع أنحاء العالم، كما أصبحت طريقة الطلاء الكهربائي أكثر فاعلية من خلال استخدام التيار المباشر كمصدر للطاقة.[٢]
مبدأ عمل طلاء المعادن بالكهرباء
من أهم المعلومات عن طلاء المعادن بالكهرباء هي معرفة مبدأ عملها، حيث تقوم عملية الطلاء الكهربائي على تمرير تيار كهربائي عبر محلول يسمى بالمحلول الكهرلي ويتم ذلك عن طريق غمس معدنين مختلفين يطلق عليهما اسم الأقطاب داخل المحلول الكهرلي وربطهما ضمن داره كهربائية مع بطارية أو أي مزود كهربائي آخر حيث يتم تصنيع الأقطاب والمحاليل الكهرلية من عناصر أو مركبات يتم اختيارها بعناية، وعندما تتدفق الكهرباء عبر الدارة الكهربائية التي تم صنعها، تنفصل مكونات المحلول الكهرلي وتترسب بعض ذرات المعدن الموجودة فيها على شكل طبقة رقيقة فوق أحد الأقطاب الكهربائية، فيصبح المعدن المكون للقطب الكهربائي مطليًا بواسطة الكهرباء، ويمكن طلي جميع أنواع المعادن بهذه الطريقة بما في ذلك الذهب والفضة والقصدير والزنك والنحاس والكادميوم والكروم والنيكل والبلاتين والرصاص.[١]
استخدامات طلاء المعادن بالكهرباء
تتم عملية طلاء المعادن بالكهرباء عن طريق تغطية سطح المعدن المراد طلاؤه بطبقة رقيقة من معدن آخر، من خلال مجموعة من العمليات الكهروكيميائية حيث يتم وضع المعدن المراد طلاؤه في محلول يحتوي على أيونات المعدن الذي سيتم الطلاء به، وعندما يتم اكساب المعدن المراد طلاؤه شحنة سالبة تنجذب إليه أيونات المعادن المشحونة بشحنة موجبة، وعندما تلمس هذه الأيونات المعدن المشحون بشحنة سالبة يتم اختزال الأيونات كيميائيًا، وتترسب كمعدن صلب في طبقة رقيقة جدًا على المعدن المطلي، وعند الحديث عن معلومات عن طلاء المعادن بالكهرباء لا بد من ذكر أهداف الطلاء الكهربائي المتنوعة ومنها:[٣]
- أغراض جمالية: من خلال الطلاء الكهربائي يمكن لطبقة رقيقة جدًا من الذهب أو الفضة أن تجمِّل المعادن الاخرى الأقل قيمة مما يجعل المنتج النهائي يحمل لمعان و جمال تلك المعادن النادرة بجزء بسيط من التكلفة.
- توفير الحماية للاسطح : يمكن للطلاء الكهربائي أيضًا حماية الأسطح من خلال تغطيتها بطبقة رقيقة من المعدن والتي ستكون أكثر مقاومة للتآكل من المواد التي يتكون منها المعدن المطلي بشكل أساسي، على سبيل المثال يعمل الطلاء بواسطة النحاس والنيكل والكروم على تشكيل طبقة واقية غير متفاعلة على سطح المعدن.
- زيادة الموصلية الكهربائية : يعتبر الذهب والفضة موصلين ممتازين للكهرباء لكن تكلفتهما باهظة جدًا، ومن خلال تقنيات الطلاء الكهربائي يمكن دمج كميات صغيرة جدًا من هذه المعادن الثمينة شديدة التوصيل في المكونات الإلكترونية والدوائر المتكاملة لزيادة موصليتها للكهرباء.
- استخدامات اخرى: في حين أن اضفاء الجمال والحماية من التآكل والتوصيل الكهربائي هي الخصائص الأكثر شيوعًا التي تنتقل عن طريق الطلاء بالكهرباء، يمكن أيضًا استخدام الطلاء الكهربائي لتقليل الاحتكاك والحماية من الخدوش أو من الإشعاعات، أو لإضافة بعض الخصائص الجديدة لمعدن يفتقد لهذه الخصائص.
المراجع
- ^ أ ب "Electroplating", www.explainthatstuff.com, Retrieved 15-07-2019. Edited.
- ↑ "Electroplating", chem.libretexts.org, Retrieved 15-07-2019. Edited.
- ↑ "The Uses for Electroplating", www.sciencing.com, Retrieved 15-07-2019. Edited.
