Ⅱ试验原理.PPT

3.电液效率的测定原理 根据法拉弟定律，在电镀镍时，通过电镀槽的电量若为lF(96500C)，则应得镍镀层0.5mol(58.69/2 g)。而实际上沉积的镍不到0.5mol，这是由于在电镀过程中，阴极上进行的反应不只是Ni2++2e－=Ni，还有2H++2e－=H2副反应的存在，使得用于沉积金属的电流只是通过总电流的一部分，而其余部分消耗在副反应上，所以电流效率达不到100%。电流效率计算公式如下： 式中W为被测金属镀层的重量；M为被测金属的摩尔质量；WCu为库仑计阴极上铜镀层质量；MCu为铜的摩尔质量(注：被测金属和铜的摩尔质量的值均随所取的基本单元而定。) 在实际测定镀液的电流效率时，与被测镀槽串联一个铜库仑计(见图4)。因为铜库仑计上铜阴极的电流效率为100%，所以根据铜阴极上镀层重量可以得到理论上的金属镀层的重量或通过电极的总电量。当采用铜库仑计时，电流效率的计算公式可表达为： 1. 配制电镀溶液 普通镀镍溶液：NiSO4·7H2O 140~170g/L H3BO3 25~35g/L NaCl 7~12g/L MgSO4·7H2O 20~30g/L Na2SO4·l0H2O 60~80g/L pH 5.2~5.6 2.梯形槽实验 将铜阴极和镍阳极均用金相砂纸打磨光亮，用水冲洗干净。量取250mL普通镀镍溶液注入267mL梯形槽中，装上阳极、阴极试片，接通电源，控制电流在1A，电镀5min后,取出阴极片用水冲洗、吹干，观察其外观，并将试片各区域的镀层外观按下述符号记录下来。 3. 镀液分散能力的测定 取两片铜片，用金相砂纸打磨光亮。用水冲洗，做好近、远阴极标记，吹干后在分析天平上分别称重。镍阳极打磨干净待用。将阳极和两片阴极放在长方槽中，并使L2/L1=2。将普通镀镍溶液注入长方槽中，接通电源，电流密度控制在1A/dm2。电镀30min后，取出阴极用水冲洗、吹干，用分析天平分别称出远、近阴极重量。 在长方槽中换入光亮镀镍溶液，重复以上步骤。 4.电流效率的测定 将被测镀液和铜库仑计的阴、阳极（被测镀液为铜阴极、镍阳极，铜库仑计阴、阳极均为纯铜）用金相砂纸打磨，冲洗干净。两阴极冲洗干净后用分析天平称重。接好线路，镀槽中注入镀液，接通电源，电流密度控制在1A/dm2，电镀30min后，取出两阴极洗净、吹干，分别准确称取重量。 （二）注意事项: 1. 镀液分散能力和电流效率测定中不是电流为1A，而是电流密度控制在1A/dm2 ，（应该根据实验中试片浸入到镀液中的实际面积进行计算）。 2. 注意溶液回收。两溶液不可互相污染。 1 数据处理 (3)将实验数据列表如下，并计算电流效率 Ⅴ 实验延伸 2. 参考书 ① 曾华梁等编著，电镀工艺手册，北京：机械工业出版社，1998 ② 张允诚等主编，电镀手册，北京：国防工业出版社，1997 Ⅵ、思考题 1. 铜库仑计在实验中的作用是什么？ 2. 由梯形槽实验中所观察的现象说明什么问题？ 3. 镀液分散能力和电流效率测定中为什么不是电流为1A，而是要控制电流密度为1A/dm2 ？ * . . * 金属的电镀实验 基础物理化学实验 1.了解梯形槽的应用方法；了解电镀溶液的分散能力、深镀能力、电流效率的测定方法； 2.了解电镀溶液中添加剂的作用和杂质对镀层的影响。 Ⅰ 实验目的 1.梯形槽实验原理 梯形槽也叫赫尔槽，其形状如图1所示。槽的容积有三种，即lL、267mL和250mL。由于槽中阴阳极放置不平行，故阴极上各部分电流分布是不均匀的，在离阳极近的近阴极端，电流密度较高，在另一端电流密度较低。通过大量实验，对267mL的梯形槽而言，得到一个在阴极各部分电流密度分布的经验公式，即 式中：Dk为阴极上某点的电流密度(A/dm2)；I为实验时的电流强度(A)；L为阴极上该点距近阴极端的距离(cm)。 Ⅱ 实验原理 图 1 赫尔槽 2. 镀液分散能力的测定原理 镀液的分散能力是指电解液所具有的使镀层厚度均匀分布的能力。测定的方法有多种，方法不同用来表达分散能力的公式也不同。因此为了比较不同镀液分散能力的大小，必须采用同一种方法测量才有意义。本实验采用远阴极和近阴极的方法(图2)，远阴极和近阴极与阳极的距离比为L2/L1等于K，用这种方法所测得的分散能力可用下式表达： 式中Tp为分散能力(%)；K为远阴极