Номер 3, страница 94, часть 2 - гдз по химии 11 класс учебник Оспанова, Аухадиева

3. В чем заключается сущность электрохимического (гальванического) способа нанесения покрытий?

Сущность электрохимического (гальванического) способа нанесения покрытий, также известного как гальваностегия, заключается в осаждении тонкого слоя одного металла на поверхности другого изделия с помощью электролиза. Этот процесс используется для защиты металлов от коррозии (например, оцинковка или хромирование стали), в декоративных целях (позолота, серебрение), а также для придания поверхности изделия особых свойств (твердости, износостойкости).

Процесс происходит в специальной установке — электролитической ванне, и его можно описать следующими ключевыми элементами и этапами:

1. Электролитическая ячейка: Установка состоит из источника постоянного тока, двух электродов (анода и катода) и электролита.
2. Катод: Это изделие, на которое необходимо нанести покрытие. Его подключают к отрицательному полюсу («минусу») источника тока.
3. Анод: Это пластина или стержень из металла, которым будет покрываться изделие (например, медная пластина для меднения). Анод подключают к положительному полюсу («плюсу») источника тока. В некоторых случаях используют инертный (нерастворимый) анод.
4. Электролит: Это водный раствор соли того металла, из которого состоит покрытие (например, раствор сульфата меди $CuSO_4$ для меднения). В растворе соль диссоциирует на ионы, например: $CuSO_4 \rightleftharpoons Cu^{2+} + SO_4^{2-}$.

Механизм процесса:

При пропускании постоянного электрического тока через электролит на электродах начинаются окислительно-восстановительные реакции:

• На катоде (покрываемом изделии) происходит процесс восстановления. Положительно заряженные ионы металла из раствора электролита (например, $Cu^{2+}$) притягиваются к отрицательно заряженному катоду. Получая от него электроны, они превращаются в нейтральные атомы металла и равномерно осаждаются на поверхности изделия, образуя тонкий металлический слой (покрытие).

  Уравнение реакции на катоде: $Me^{n+} + ne^- \rightarrow Me^0$. Для меднения: $Cu^{2+} + 2e^- \rightarrow Cu^0$.

• На аноде (металлической пластине) происходит процесс окисления. Атомы металла анода отдают электроны и переходят в раствор в виде положительно заряженных ионов (например, $Cu^{2+}$). Этот процесс называется анодным растворением.

  Уравнение реакции на аноде: $Me^0 - ne^- \rightarrow Me^{n+}$. Для меднения: $Cu^0 - 2e^- \rightarrow Cu^{2+}$.

Таким образом, происходит непрерывный перенос металла с анода на катод. Растворение анода восполняет убыль ионов металла в электролите, которые осаждаются на катоде. Это позволяет поддерживать стабильную концентрацию электролита и обеспечивает формирование качественного и равномерного покрытия.

Ответ: Сущность гальванического способа нанесения покрытий заключается в электролитическом осаждении катионов металла из раствора его соли на поверхность изделия, которое выступает в роли катода. Процесс происходит под действием постоянного электрического тока, при этом анод, сделанный из того же металла, растворяется, поддерживая постоянную концентрацию ионов металла в электролите.