Đề cương công nghệ mạ điện highlevel crown

HighLevel Crown
CÂU HỎI
1. Nêu cơ chế hoạt động của chất san bằng trong dung dịch mạ. Có mấy loại chất
san bằng, kể tên và nêu chú ý trong quá trình sử dụng các loại chất san bằng này.
2. Nêu đặc điểm của dung dịch đơn và dung dịch phức? So sánh khả năng phân bố
dung dịch, phân bố tế vi, khả năng phủ kín của hai loại dung dịch này.
3. Nêu ảnh hưởng của mật độ dòng điện tới chất lượng của lớp mạ? Một số phản
ứng phụ trong quá trình mạ, nguyên nhân hậu quả và cách khắc phục?
4. Nêu cơ chế hình thành lớp mạ điện? Thành phần của dung dịch, sự khác nhau cơ
bản của dung dịch đơn và dung dịch phức?
5. Nêu thành phần chất điện giải, tác dụng và cơ chế hoạt động của chất hoạt động
bề mặt trong dung dịch mạ?
6. Nêu thành phần chất điện giải, tác dụng và cơ chế hoạt động của chất bóng trong
dung dịch mạ?
7. Ảnh hưởng của mật độ dòng điện tới chất lượng lớp mạ?
8. Ảnh hưởng của nhiệt độ và chế độ khuấy tới chất lượng lớp mạ?
9. Nêu ảnh hưởng của phân bố dòng điện tới chất lượng lớp mạ?
10. Nêu ảnh hưởng của phân bố kim loại tới chất lượng lớp mạ?
11. Nêu ảnh hưởng của phân bố dung dịch tới chất lượng lớp mạ?
MẠ VÀNG
1. Mạ vàng giả? Làm rõ tác dụng của lớp mạ lót đồng? Dựa trên thế điện cực của
đồng, vàng trong dung dịch phức tương ứng?
2. Tại sao trong mạ vàng axit và trung tính thì hiệu suất 80 – 90%?
3. Làm rõ chất bóng trong mạ vàng? (3 loại chất bóng) tác dụng và cơ chế của chất
làm bóng?
4. Sản phẩm của các công ty mạ vàng đã liệt kê?
5. Thành phần của bể mạ, tác dụng của các hóa chất cơ bản trong khi mạ?
6. Đối với vật mạ lớn, cần sử dụng phương pháp gì? (gợi ý, phương pháp mạ
không dùng bể)
1

HighLevel Crown
MẠ BẠC
1. Thành phần của bể mạ?Anot, catot, dung dịch…Tác dụng của các hóa chất cơ
bản trong khi mạ?
2. Tại sao khi mạ (video) nối điện bên ngoài cho catot trước? Giải thích tác dụng
của công đoạn hỗn hống hóa, thấm bạc hoặc mạ lót bạc?
3. Bổ sung mạ bạc bằng phương pháp mạ hóa học? Yêu cầu của quá trình mạ hóa
học bạc?
MẠ NIKEN
Nêu đặc điểm của quá trình mạ niken, từ các đặc điểm đó giải thích thành phần
chất điện giải, chế độ điện phân trong quá trình mạ niken.
MẠ ĐỒNG
1. Tại sao khi mạ đồng sunfat đối với nền thép, sắt, niken, hợp kim niken, người ta
phải mạ lót lớp đồng trong xyanua, hoặc lớp mạ niken trong dung dịch axit thường.
2. Tại sao mạ đồng chỉ đóng vai trò lớp mạ trung gian?
3. Trong mạ đồng xyanua, nồng độ ion CuCN và NaCN ảnh hưởng như thế nào tới
chất lượng lớp mạ? Ưu điểm của ion NaCN (nếu thiếu NaCN, sinh Cu2+ ảnh
hưởng tới độ thụ động anot) nếu thừa NaCN thì sinh H2
4. Trong mạ đồng từ dung dịch sunfat, các quá trình phụ xảy ra như thế nào, ảnh
hưởng của H2SO4 tới quá trình phụ xảy ra?
Hoàn thiện lớp mạ đồng?
- Cromat hóa lớp mạ đồng K2CrO7 và CrO3
- nhuộm đen đồng K2S 1%, nhúng vào K2CrO7 và NH4OH
MẠ CROM
Nêu đặc điểm và cơ chế mạ crom? Vai trò của ion lạ (anion xúc tác) trong quá trình
mạ crom? Tại sao trong mạ crom lại cần kiểm soát kích thước của anot?
1. Cơ chế mạ crom là gì?
2. Vai trò của ion lạ (anion xúc tác)
3. Anot trong mạ crom là gì?

2


HighLevel Crown
4. Tại sao mạ crom lại dùng Sanot : Scatot = 1:3 hay1: 2
5. Tại sao mạ crom lại thấp như vậy?
SƠN ĐIỆN DI
1. Đưa ra dây chuyền sơn điện di, tác dụng và cơ chế hình thành lớp phủ phốt phát
hóa trong dây chuyền đó?
2. Phân loại sơn điện di anot và sơn điện di catot? Nêu cơ chế sơn điện di catot?
MẠ HÓA HỌC
1. Nêu cơ chế mạ hóa học, thành phần dung dịch và tác dụng của các thành phần
chính trong dung dịch mạ? Giải thích chi tiết thành phần chất khử trong thành phần
dung dịch mạ hóa học.
2. Phân loại lớp mạ hóa học? Trong thực tế người ta hay sử dụng phương pháp
nào? Nêu cơ chế của phương pháp đó?
MẠ HỢP KIM
1. Nêu đặc điểm và các phương pháp cân bằng thế phóng điện trong mạ hợp kim?
2. Tai sao ma hop kim dong kem lai ma tu dung dich phuc?

3


HighLevel Crown

TRẢ LỜI
PHẦN CHUNG
Câu 1: Nêu cơ chế hoạt động của chất san bằng trong dung dịch mạ. Có mấy loại
chất san bằng, kể tên và nêu chú ý trong quá trình sử dụng các loại chất san bằng
này?

- Chất san bằng hay chất bóng loại 2 là một trong những thành phần của dung dịch
mạ. Chất này cho lớp mạ nhẵn, phẳng trong hạm vi khá rộng
- Cơ chế: Hấp phụ lên điểm lồi, cản trở kết tủa tại đó
xước được lấp đầy, san bằng.



các điểm lõm, rãnh, vết

- Chất san bằng là các loại chất hữu cơ có hai hay nhiều nối đôi hay nối ba trong
phân tử: : >C=O, >C=C<, −C=C− , >C=N− , >C=S , −N=N−. Hiệu quả nhất là
những phân tử chứa đồng thời 2 hay nhiều nhóm hoạt động kể trên. Các chất san
bằng thường thấy là cumarin, 1,4 – butyldiol, thioure, một số loại thuốc nhuộm…
- Lưu ý:
+ Cần kết hợp với chất bóng loại I
+ Cần bổ sung điều chỉnh kịp thời
+ Phải khống chế pH, mật độ dòng điện, nhiệt độ, thành phần dung dịch, để phát
huy hiệu quả cao nhất
Câu 2: Nêu đặc điểm của dung dịch đơn và dung dịch phức? So sánh khả năng
phân bố dung dịch, phân bố tế vi, khả năng phủ kín của hai loại dung dịch này?
* Đặc điểm chung:
- Dung địch đơn: cấu tử chính của dd là muối của ax vô cơ hòa tan nhiều trong
nước và phân ly hoàn toàn trong dd thành các ion tự do.
- Dung dịch phức: là dd được tạo thành từ các cấu tử ban đầu. Ion KL sẽ tạo phức
với ligan để tạo thành ion phức.

4


HighLevel Crown

* So sánh:
Dung địch ĐƠN
K/n phân bố Phân cực nồng độ và phân cực
dd
hóa học không lớn → ion tự do
trong dd phân bố KÉM.
K/n phủ kín Phân cực catot nhỏ
→ lớp mạ thô, xốp.

Dung dịch PHỨC
Hoạt độ của ion KL giảm nhiều
→ điện thế tiêu chuẩn dịch nhiều
về phía âm → độ phân bố ion ↑
Phân cực catot lớn
→ lớp mạ mịn, dày, đều.

Câu 3: Nêu ảnh hưởng của mật độ dòng điện tới chất lượng của lớp mạ? Một số
phản ứng phụ trong quá trình mạ, nguyên nhân hậu quả và cách khắc phục?
* Ảnh hưởng của mật độ dòng điện tới chất lượng của lớp mạ:
- Mật độ dòng điện giữ vai trò quan trọng tới chất lượng của lớp mạ
- Mật độ dòng cao, mầm tinh thể sinh ra ồ ạt không chỉ tại các điểm lồi mà cả mặt
phẳng của tinh thể hoặc của catot à thu được lớp mạ có tinh thể nhỏ mịn, sít chặt
và đồng đều. Hơn thế, mật độ dòng cao, ion kim loại mạ nghèo nhanh trong lớp
dung dịch sát catot, phân cực tăng lên à sinh ra lớp mạ có tinh thể nhỏ mịn.
- Nếu quá cao, gần dòng giới hạn→lớp mạ bị gai, cây hoặc cháy.
- Khi mạ tại dòng giới hạn, chỉ thu được bột kim loại, anot tan dễ bị thụ động hơn,
dung dịch sẽ nghèo dần ion kim loại mạ, hydro dễ thoát làm giảm hiệu suất mạ gây
biến động mạnh pH ở lớp dung dịch sát catot
→ Muốn tăng mật độ dòng điện lên mà chất lượng mạ vẫn tốt thì phải tìm cách
nâng cao mật độ dòng giới hạn igh lên trước đã, như tăng nhiệt độ, tăng nồng độ ion

chính, tăng đối lưu…
- Khi giảm mật độ dòng điện xuống quá thấp, tốc độ mạ sẽ chậm và kết tủa gồm
tinh thể thô, không đều.
- Như vậy mỗi dung dịch mạ chỉ cho lớp mạ có chất lượng tốt trong một khoảng
mật độ dòng nhất định, khoảng mật độ dòng điện làm việc càng rộng thì càng dễ
thu được lớp mạ đồng đều.

5


HighLevel Crown

* Một số pư phụ trong quá trình mạ, nguyên nhân hậu quả và cách khắc phục
- Thoát khí H2 ở catot
Trong dung dịch mạ thường tồn tại lượng ion H+ nhất định (thường với dung dịch
đơn) và/hoặc H2O (thường với dung dịch phức) phóng điện và giải phóng H2. Nếu
phân cực catot lớn hoặc thế hydro nhỏ thì hydro thoát ra càng mãnh liệt.
- Hậu quả:
+ Giòn hydro: sau khi ion H+ khử trên catot, một phần sẽ tạo thành khí H2 bay lên,
một phần nguyên tử hydro thấm vào kim loại nền và kim loại mạ làm cho kim loại
bị giòn. Để giảm sự giòn hydro, sau khi mạ xong, phải sấy ở nhiệt độ cao.
+ Rộp bọt khí: sau khi mạ xong, khi nhiệt độ môi trường cao, hydro hấp phụ trên
bề mặt kim loại nền nổ ra, sinh ra rộp bọt khí, ảnh hưởng tới chất lượng mạ. xảy ra
rõ rệt như lớp mạ kẽm, cacdimi, chì…,
+ Rỗ châm kim: bọt khí hydro bám trên bề mặt kim loại, tạo chỗ cách điện, làm
cho ion kim loại không thể phóng điện chỗ bọt khí ra được, mà chỉ phóng điện ở
xung quanh chỗ bọt khí. Sinh ra điểm rỗ trên lớp mạ. Trong dung dịch thường cho
chất thấm ướt để khắc phục sinh ra điểm rỗ, châm kim.
6

HighLevel Crown
+ Làm giảm hiệu suất dòng điện: bọt khí H2 sinh ra làm giảm hiệu suất dòng điện,
như vậy phải kéo dài thời gian mạ, tăng sự tiêu hao điện năng. Ngoài ra bọt hydro
bay ra nhiều, mang theo dung dịch dạng sương mù, ảnh hưởng đối với môi trường,
phải có thiết bị hút độc tốt.
- Cách khắc phục: nâng cao quá thế hydro là biện pháp tốt nhất để làm giảm bọt
khí H2. Ngoài ra:
+ Vật liệu catot: vật liệu catot khác nhau, quá thế ko giống nhau. Những chi tiết mạ
có nguyên liệu khác nhau trong điều kiện mà như nhau, sự thoát hydro trên bề mặt
không giống nhau.
+ Trạng thái bề mặt: nếu như bề mặt phun cát khô, quá thế hydro thấp, dễ thoát H2,
bề mặt chi tiết mài đánh bóng tốt, quá thế hydro cao, khó thoát hydro. Những chi
tiết khi tấy axit bị ăn mòn, quá thế hydro giảm, làm cho bọt khí hydro thoát ra
nhiều trong sản xuất cần tránh xảy ra.
+ Dung dịch mạ: hàm lượng và tính chất tạo phức của dung dịch có ảnh hưởng đến
sự thoát khí H2. Nói chung khi tạp phức càng mạnh thì sự thoát H2 càng nhiều.
Nâng cao nhiệt độ, khuấy dung dịch làm cho quá thế hydro giảm đi.
- Thoát khí O2 ở anot:
+ Mạ điện thường dùng anot hòa tan. Khi có dòng điện đi qua, kim loại hòa tan do
sự phân cực chuyển về phía dương, bên cạnh đó còn có O2 thoát ra.
+ Trong môi trường kiềm O2 thoát ra theo phản ứng: 4OH- - 4e → 2H2O + O2
+ Trong môi trường axit O2 thoát ra theo phản ứng: 2H2O - 4e → 2H+ + O2
- Nguyên nhân và hậu quả:
+ Diện tích anot << catot, anot làm việc với mật độ dòng lớn, tốc độ hòa tan lớn,
ion không khuếch tán kịp, kết đọng lên anot thành màng tinh thể muối à thụ động
muối.
+ Khi anot làm việc với mật độ dòng lớn, ion H+ bị đẩy mạnh ra khỏi lớp dung
dịch sát anot, pH tăng, sinh hydroxit kim loại à thụ động hydroxit.
+ Khi điện thế anot cao, oxi thoát ra, tác dụng với KL tạo màng oxit à Thụ động

oxit
- Khắc phục:
7


HighLevel Crown
+ Tăng diện tích anot
+ Khuấy và đun nóng để tăng khuếch tán sản phẩm hòa tan anot khỏi bề mặt
+ Dùng chất chống thụ động hóa.
Câu 4: Nêu cơ chế hình thành lớp mạ điện? Thành phần của dung dịch, sự khác
nhau cơ bản của dung dịch đơn và dung dịch phức?
* Cơ chế hình thành lớp mạ:
- Anot xảy ra quá trình hòa tan kim loại:
M

–

ne

=

Mn+

- Catot xảy ra quá trình hình thành nguyên tử kim loại mạ từ các cation:
Mn+ +

ne

=

M

* Thành phân dd mạ:
- Dung dịch mạ
- Dung dịch các chất điện giải: ...
* Sự khác nhau cơ bản: câu 2
Câu 5: Nêu thành phần chất điện giải, tác dụng và cơ chế hoạt động của chất hoạt
động bề mặt trong dung dịch mạ?
* Thành phần chất điện giải gồm 6 thành phần như sau:
- Dung dịch muối đơn
- Dung dịch muối phức
- Dung dịch dẫn điện
- Chất đệm
- Chất hoạt động bề mặt và chất keo
- Chất tạo bóng, chất thấm ướt, chất chống thụ động hóa, tạp chất.
* Tác dụng:
8


HighLevel Crown
- Hợp chất hữu cơ, chủ động đưa vào để cải thiện cấu trúc kết tủa catot.
VD: phenol hoặc crezol vào bể mạ chì hoặc thiếc sẽ được lớp mạ nhẵn, ko bị gai,
cây.
- Phụ gia chất hoạt động bề mặt có tính chọn lọc cao (có tác dụng riêng và chỉ áp
dụng với từng dung dịch mạ). Có chất hoạt động cho kết tủa nhỏ mịn, ngược lại, có
chất làm kết tủa giòn, dễ bong, sần sùi.
* Cơ chế hoạt động của chất hoạt động bề mặt:
- Thuyết tạo phức: kết hợp với ion kim loại tạo phức keo – ion kim loại có khả
năng hấp phụ, ion kim loại phóng điện, chậm quá trình kết tủa và tăng khả năng
phân cực catot (> 10-3 mol/l)

- Thuyết hấp phụ: hấp phụ điểm lên bề mặt catot, kìm hãm quá trình phóng điện,
diện tích bề mặt catot giảm, làm mật độ dòng tăng lên, phân cực tăng, tạo điều kiện
sinh mầm mới, nên cấu trúc kết tủa nhỏ mịn hơn. Tuy nhiên tinh thể đó lại bị hấp
phụ, chất hoạt động bề mặt, tạo điều kiện sinh mầm ở vị trí khác trên bề mặt catot.
Câu 6: Nêu thành phần chất điện giải, tác dụng và cơ chế hoạt động của chất
bóng trong dung dịch mạ?
* Thành phất chất điện giải: câu 5
* Tác dụng và cơ chế hoạt động của chất bóng trong dung dịch mạ:
- Tác dụng: là chất hoạt động bề mặt đặc biệt, cho phép thu được lớp mạ bóng trực
tiếp ngay từ bể mạ, không cần phải đánh bóng hoặc tẩy bóng thêm. Dùng nhiều
trong với lớp mạ đồng, kẽm, niken…
- Cơ chế: Ưu tiên hấp phụ lên các điểm lồi vi mô trên catot. Khi phân cực catot,
chất bóng chuyển dịch về catot trong tình trạng khống chế bởi khuếch tán (do
nồng độ nhỏ) và chỉ đủ hấp phụ lên các điểm lồi vi mô và cản trở ion Me n+ phóng
điện tại đó. Do đó, ion Me n+ sẽ ưu tiên phóng điện tại các chỗ lõm chưa bị chất
bóng hấp phụ, gây nên hiệu ứng san bằng sau khi mạ, làm bề mặt nhẵn, bóng lên.
Câu 7: Ảnh hưởng của mật độ dòng điện tới chất lượng lớp mạ?

9


HighLevel Crown
- Mật độ dòng cao, mầm tinh thể sinh ra ồ ạt không chỉ tại các điểm lồi mà cả mặt
phẳng của tinh thể hoặc của catot à thu được lớp mạ có tinh thể nhỏ mịn, sít chặt
và đồng đều. Hơn thế, mật độ dòng cao, ion kim loại mạ nghèo nhanh trong lớp
dung dịch sát catot, phân cực tăng lên à sinh ra lớp mạ có tinh thể nhỏ mịn. Nếu
quá cao , gần dòng giới hạn lớp mạ bị gai cây hoặc cháy. Khi mạ tại dòng giới hạn,
chỉ thu được bột kim loại, hơn thế anot tan dễ bị thụ động hơn và dung dịch sẽ
nghèo dần ion kim loại mạ, hydro dễ thoát làm giảm hiệu suất mạ gây biến động
mạnh pH ở lớp dung dịch sát catot

- Vậy muốn tăng mật độ dòng điện lên mà chất lượng mạ vẫn tốt thì phải tìm cách
nâng cao mật độ dòng giới hạn igh lên trước đã, như tăng nhiệt độ, tăng nồng độ ion
chính, tăng đối lưu…Nếu giảm mật độ dòng điện xuống quá thấp, tốc độ mạ sẽ
chậm và kết tủa gồm tinh thể thô, không đều.
à Mỗi dung dịch mạ chỉ cho lớp mạ có chất lượng tốt trong một khoảng mật độ
dòng nhất định, khoảng mật độ dòng điện làm việc càng rộng thì càng dễ thu được
lớp mạ đồng đều.
Câu 8: Ảnh hưởng của nhiệt độ và chế độ khuấy tới chất lượng lớp mạ?
* Ảnh hưởng của nhiệt độ:
- Tăng nhiệt độ cho phép dùng dung dịch có nồng độ cao hơn, tăng cường khuếch
tán, đồng thời tăng độ dẫn điện của dung dịch, giảm nguy cơ thụ động hóa.

10


HighLevel Crown
- Nhiệt độ cao lại làm giảm phân cực catot do giảm tác dụng của chất hoạt động bề
mặt, tăng độ phân ly ion phức hay ion hydrat hóa (giảm phân cực hóa học) và thúc
đẩy khuếch tán (giảm phân cực nồng độ).
- Tuy nhiên nếu chỉ tăng nhiệt độ mà vẫn giữ nguyên các điều kiện khác thì lớp mạ
sẽ gồm các tinh thể thô, to. Vì vậy phải đồng thời tăng cả mật độ dòng.
* Ảnh hưởng sự khuấy trộn:
Trong quá trình mạ, nồng độ cation kim loại sát lớp catot bị giảm, nếu không
khắc phục thì phân cực nồng độ quá lớn  không dùng được mật độ dòng cao, lớp
mạ bị gay, cháy, dung dịch bị phân lớp nồng độ theo chiều sâu (loãng ở trên, đặc ở
dưới) làm lớp mạ không đều. Để khắc phục tình trạng trên ta đem khuấy để san
bằng nồng độ (tránh giảm phân cực nồng độ sâu sẽ gây ra cấu trúc tinh thể kém) và
tăng đồng thời nhiệt độ và mật độ dòng.
Câu 9: Nêu ảnh hưởng của phân bố dòng điện tới chất lượng lớp mạ?

Phân bố dòng điện ảnh hưởng tới chiều dày của lớp mạ, nếu dòng điện phân
bố không đồng đều trên bề mặt của vật cần mạ thì lớp mạ không được đồng đều và
ngược lại do đó cần phân bố dòng điện hợp lý trong khi mạ để thu được lớp mạ có
chất lượng tốt và đồng đều.
Tỷ số Dg/Dx biểu thị cho sự phân bố mật độ dòng điện trên bề mặt catot, nó
phụ thuộc vào tỉ số khoảng cách k (yếu tố hình học), điện trở dung dịch (Ex = DxRx)
và nhất là độ phân cực catot (ϕx – ϕg = ∆ϕ) trong dung dịch (yếu tố điện hóa)
- Khi ϕx – ϕg = 0 thì: Dg /Dx = k = lx/lg tức khi đó độ phân cực không phụ thuộc
mật độ dòng điện D, khi đó phân bố dòng chỉ do tỷ số khoảng cách k quyết định,
phân bố dòng điện sơ cấp.
- Khi khoảng cách catot – anot rất nhỏ, vật mạ có nhiều lồi lõm thì phân bố dòng
điện sơ cấp rất không đều,
- Hình thù vật mạ phức tạp  khoảng cách từ anot đến catot  điện trở trên khoảng
cách đó khác nhau  mật độ dòng điện trên catot trở nên không đồng đều => lớp
mạ thô, không đều.
- Thậm chí nếu catot phẳng, lớn cũng gây ra sự phân bố mật độ dòng điện trên
catot vẫn không đều.
11


HighLevel Crown
- Tại các góc cạnh có mật độ dòng điện cục bộ lớn hơn mật độ dòng trung bình Dc
(Dc = I/S).
- Phần giữa catot thì mật độ dòng cục bé nhỏ hơn mật độ dòng trung bình.
- Nếu tăng độ dẫn của dung dịch để giảm điện trở Rx thì điện trở rơi trong dung
dịch Ex = DxRx sẽ giảm thì Dg / Dx sẽ càng < k  phân bố dòng đều hơn.

Câu 10: Nêu ảnh hưởng của phân bố kim loại tới chất lượng lớp mạ?
- Chiều dày trung bình M của lớp mạ tính theo công thức:
M = Dc.C.H.τ.γ – 1

Trong đó:

C – Đương lượng điện hóa của kim loại mạ (g/Ah),

τ - thời gian mạ (h),
H – hiệu suất dòng điện (%),

γ - Khối lượng riêng kim loại mạ (g/cm3)
→ Phân bố kim loại Mg/Mx sẽ phụ thuộc vào phân bố dòng thực tế Dg/Dx và vào
Hg/Hx như sau: Mg/Mx = (Dg/Dx).(Hg/Hx)
→ Khi hiệu suất H không phụ thuộc vào mật độ dòng thì phân bố kim loại trùng
với phân bố dòng thực tế, khi đó H ≈ 100% (mạ đồng, kẽm…từ dung dịch sunfat)

- Khi hiệu suất dòng tăng theo mật độ dòng thì phân bố kim loại không đều bằng
dòng thực tế, mạ dễ bị lỏi (đường 2) mạ Crom
12


HighLevel Crown
- Hiệu suất dòng điện giảm khi tăng mật độ dòng điện thì phân bố kim loại đều
hơn phân bố dòng thực tế, lớp mạ dễ phủ kín vật mạ (đường 3), ví dụ mạ trong các
dung dịch phức xyanua, nhất là dùng dư nhiều xyanua tự do, do điện thế catot âm,
hydro thoát ra mạnh, hiệu suất dòng giảm.
→ Vậy, phân bố kim loại phụ thuộc vào hình dạng, kích thước vật mạ cũng như
cách bố trí nó trong bể mạ, vào độ dẫn điện của dung dịch, vào phân bố dòng điện
trên điện cực, vào cách thức phụ thuộc mật độ dòng điện của độ phân cực, của hiệu
suất dòng, vào sự đối lưu dung dịch.
→ Khi thay đổi mật điều kiện điện phân đều gây ảnh hưởng tới các yếu tố nói trên,
nên phải dự đoán được tác dụng cụ thể của thay đổi đó.
Câu 11: Nêu ảnh hưởng của phân bố dung dịch tới chất lượng lớp mạ?

- Khả năng tạo được lớp mạ dày đều đến mức nào đó trên các phần của catot có
hình thù phức tạp từ một dung dịch mạ nào đó được gọi là khả năng phân bố của
dung dịch ấy.
- Khả năng phân bố của dung dịch (PB) được lượng hóa bằng độ chênh lệch giữa
phân bố kim loại (Mg/Mx) với phân bố dòng điện sơ cấp (k) tại hai vùng gần và xa
trên catot:
Vậy

PB = ( k - Mg/Mx )100/ k ( %)
PB = 100{1 – (Hg/Hx) [1 – (ϕx -ϕg)/ Ex ]} , %

- Muốn được lớp mạ dày đều trên catot phức tạp (PB lớn) thì dung dịch phải có
tính chất sau:
+ Cho phân cực catot lớn (ϕx -ϕg), tức đường cong phân cực phải ngả.
+ Điện thế rơi trong dung dịch phải nhỏ (Ex = DxRx = Dxρ l/s phải nhỏ) tăng
chất dẫn điện, tăng nhiệt độ, giảm khoảng cách l giữa các điện cực tới mức hợp lý.
+ Có Hg/Hx< 1 , tức hiệu suất dòng điện giảm khi tăng mật độ dòng.

13


HighLevel Crown

MẠ VÀNG
Câu 1: Mạ vàng giả? Làm rõ tác dụng của lớp mạ lót đồng? Dựa trên thế điện
cực của đồng, vàng trong dung dịch phức tương ứng?
- Mạ vàng giả là mạ điện mà trong dung dịch mạ người ta cho những kim loại khác
như Cu, Pb, Co, Ni… với tỷ lệ hàm lượng thích hợp để tạo ra lớp mạ có màu giống
vàng. Hàm lượng vàng chỉ có tí xíu hoặc không có.
- Người ta thường mạ lót đồng đầu tiên vì

+ Thế cực tiêu chuẩn của đồng ECU2+/CU = 0,34 > EAu3+/Au nghĩa là kim loại nền
dương hơn kim loại mạ thì khi bị ăn mòn lớp mạ đóng vai trò anot trong phản ứng
ăn mòn và bị hòa tan còn kim loại nền được bảo vệ cho tới khi lớp mạ chưa tan hết
vì vậy khả năng tác dụng và bảo vệ lớp mạ vàng phụ thuộc vào chiều dày lớp mạ
lót đồng .Hơn nữa nó tạo lớp mạ không có lỗ xốp nâng cao độ bền ăn mòn, độ bám
chắc tốt.
+ Mạ đồng còn dùng để bảo vệ chi tiết khỏi bị thấm than trong quá trình luyện
nhiệt, mạ đồng dày trên thép làm tăng độ dẫn điện và tiết kiệm nhiên liệu đồng.
Câu 2: Tại sao trong mạ vàng axit và trung tính thì hiệu suất 80 – 90%?
Với dd mạ có tính ax hay trung tính thì hiệu suất chỉ đạt 80 – 90% vì do trong quá
trình điện phân ở pH này diễn ra sự phân cực mạnh đối với dd mạ tạo ra OH - sinh
ra H2 làm giảm hiệu suất dòng gây ra việc giảm độ bám chắc và hiệu suất mạ sp.
Câu 3: Làm rõ chất bóng trong mạ vàng? (3 loại chất bóng) tác dụng và cơ chế
của chất làm bóng?
- Trong mạ vàng có 3 loại chất bóng:
+ Các chất hữu cơ: như polyetylen amin và các poly amin có khối lượng phân tử
cao. Chúng hoạt động nhờ sự hấp phụ chọn lọc trong lớp kép gây ra sự tăng độ
phân cực. Các chất hữu cơ thường bị hấp phụ lên trên các điểm phát triển nhô cao,

14


HighLevel Crown
vì vậy vàng được ưu tiên lên các phần khác của catot tạo ra hiệu ứng san bằng và
bóng.
+ Các kim loại kết tủa đồng thời và á kim: như Asen, Thalium, Selen, chì…chúng
sẽ tạo ra sự khử phân cực và làm cho lớp mạ bóng. Các kim loại và á kim hoạt
động ở nồng độ cực kì thấp cỡ vài ppm. Các kim loại và á kim bị hấp phụ đều lên
trên bề mặt của catot, ở đó chúng xúc tác làm tăng mầm tinh thể vàng. Khi không
có các chất làm bóng này thì vàng tạo mầm ở những điểm phát triển như xô lệch

mạng tinh thể trên catot nhưng với hiệu ứng xúc tác của chất làm bóng thì nó kích
thích sự kết tủa bằng phẳng hơn bằng cách tạo ra nhiều điểm phát triển mầm. Cơ
chế này hiệu quả với bể Au sunfit
+ Các kim loại chuyển tiếp đồng kết tủa: như Co, Ni, Fe… cũng là những chất tạo
bóng quan trọng
Tác dụng của chất làm bóng:
- Nâng cao độ cứng, độ mài mòn cho vật mạ.
- Cho phép thu được lớp mạ bóng trực tiếp ngay từ bể mạ, không cần phải đánh
bóng hoặc tẩy bóng thêm
Cơ chế:
Hấp phụ lên các điểm lồi vi mô trên catot. Khi phân cực catot, chất bóng
chuyển dịch về catot trong tình trạng khống chế bởi khuếch tán (do nồng độ
nhỏ) và chỉ đủ hấp phụ lên các điểm lồi vi mô và cản trở ion Men+ phóng
điện tại đó. Do đó, ion Men+ sẽ ưu tiên phóng điện tại các chỗ lõm chưa bị
chất bóng hấp phụ, gây nên hiệu ứng san bằng sau khi mạ, làm bề mặt nhẵn,
bóng lên.
Câu 4: ???
Câu 5: Thành phần của bể mạ, tác dụng của các hóa chất cơ bản trong khi mạ?
- Nguyên vật liệu sử dụng làm bể mạ đồng, niken: composit là vật liệu không bị ăn
mòn axit nên không cần bể lót.
Nguyên vật liệu sử dụng làm bể mạ vàng: thủy tinh.
Nguyên vật liệu sử dụng làm bể rửa là: inox
- Tác dụng của hóa chất cơ bản trong khi mạ:
+ KCN có tác dụng ngăn ngừa vàng kết tủa lại dưới dạng AuCN, tăng độ dẫn điện
cho dung dịch, hoạt hóa anot, giữ PH trong phạm vi 11-12
15


HighLevel Crown
+ KC6H5O7 là chất tạo phức phụ trợ, đồng thời là chất đệm, làm cho pH ổn định,

nâng cao độ bám chắc giữa lớp nền với vàng
Câu 6: Đối với vật mạ lớn, cần sử dụng phương pháp gì? (gợi ý, phương pháp mạ
không dùng bể)
- Đối với các vật mạ có kích thước , khối lượng lớn ta không thể sử dụng cách mạ
điện hóa thông dụng mà ngày nay người ta thường sử dụng công nghệ mạ điện hóa
không sử dụng bể mạ (MĐHKSDBM) được ứng dụng nhiều trong công nghiệp
quốc phòng, vũ trụ, điện tử, ôtô, cũng như các công trình văn hóa…
- Đặc điểm của công nghệ MĐHKSDBM:
Mạ điện hóa không sử dụng bể mạ vẫn giữ bản chất quá trình công nghệ và phản
ứng điện cực như mạ điện thông thường, song được nghiên cứu và cải tiến và thay
đổi với đặc điểm cơ bản là: chi tiết được mạ cục bộ diện tích nhỏ với tiếp xúc chọn
lọc, điện cực được di chuyển liên tiếp. quá trình mạ thường không liên tục không
chỉ toàn bộ bề mặt vật mạ mà ngay cả ở mỗi diện tích nhỏ.
Sơ đồ mô tả quá trình MĐHKSDBM:
1

2

3

4

Sơ đồ nguyên lí
1234-

Anot di động trên bề mặt
Lớp vật liệu mang dung dịch điện li
Lớp kim loại mạ
Bề mặt cần mạ
- Nguyên tắc mạ : Dung dịch điện li được bổ sung phụ gia và hiệu chỉnh độ nhớt

thích hơp thấm vào vật liệu (2) bọc xung quang anot (1), tại những điểm tiếp xúc
giữa dung dịch và vật mạ (4) lớp kim loại mạ(3) sẽ tao thành.
16


HighLevel Crown

MẠ BẠC
Câu 1: Thành phần của bể mạ? Anot, catot, dung dịch…Tác dụng của các hóa
chất cơ bản trong khi mạ?
* Thành phần của bể mạ: Có 2 bể mạ: bể ion bạc (A) và bể dung dịch khử (B).
Khi mạ kết hợp A với B.
* Phương pháp Rochelle
- A: AgNO3 450g, dung dịch amoniac bão hòa 350ml trong 5.5l nước
- B: Muối Rochelle: 1600g muối Epsom, 110g nước trong 3.6l
* Phương pháp tráng gương
- A: AgNO3 3,5g, dung dịch amoniac, 60ml nước, dung dịch NaOH 2,5g/ 100ml
- B: glucose 45g, axit tartic 4g, 1l nước, 100ml etanol.
* Anot là thanh kim loại bạc và catot là vật cần mạ.
* Các loại dung dịch mạ bạc:
- Mạ bạc từ dung dịch Xyanua:

+ Nồng độ KCN tự do càng nhiều, phức càng bền, lớp mạ càng mịn, gắn bám chắc,
dày đều trên catot, nhưng dòng điện tối đa cũng giảm theo. KCN còn làm tăng đô
dẫn điện, làm cho anot dễ tan, dễ mạ bóng hơn
17


HighLevel Crown
+ NO3- không có ảnh hưởng gì mà còn cần thiết với mạ tốc độ cao, giúp anot dễ tan

nhất khi nồng độ Xyanua thấp
+ K2CO3 tăng độ dẫn điện, tăng khả năng phân bố; giới hạn trên của chúng là
110g/l cao hơn lớp mạ sẽ bị thô, nhám
+ KOH: được dùng để tăng cường hòa tan anot cho phù hợp với tốc độ mạ và làm
cho xyanua đỡ bị phân hủy.
- Dung dịch feroxyanua
Thành phần dung dịch:

AgNO3 tính ra Ag+:

25 – 30g/l

KCNS

120 – 150 g/l

K2CO3

25 – 30 g/l

K4Fe(CN)6.3H2O tự do

50 – 80 g/l

Nhiệt độ:

18 – 30 độ C

Dc

0,3 – 0,5 A/dm2

Sa/Sc

1/1 – 1/2

KCNS được dùng để khắc phục hiện tượng thụ động hóa anot và cho hiệu suất
dòng cao hơn.
- Dung dịch sunfit
Thành phần dung dịch:

NaAgNO3:

25 – 100g/l

Nhiệt độ:

15 – 25 độ C

Dc

0,2 – 0,3 A/dm2

- Dung dịch iodat:
Thành phần dung dịch:

AgCl:

27 g/l

60 g/l

KI

400 g/l

450 g/l

Gelatin

1 – 2 g/l

1 – 2 g/l

Nhiệt độ:

25 độ C

60 độ C

Dc

0,1 – 0,2 A/dm2

2,5 – 3,0 A/dm2

- Dung dịch sunfoxyanua:
18

HighLevel Crown
Thành phần dung dịch:

AgNO3 tính ra Ag+:

25 – 30 g/l

KCNS

300 g/l

Chất HĐBM

5 – 10 g/l

Nhiệt độ:

18 – 30 độ C

Dc

0,5 –1 A/dm2

- Dung dịch pyrophotphat:
Thành phần dung dịch:

AgNO3 tính ra Ag+:

K4O2P7

36-38 g/l

200 – 250 g/l

KCNS

300 – 350 g/l

Na2CO3

1 – 5 g/l

Chất thấm ướt

0,6 – 0,8 g/l

pH

8,0 – 8,7

Nhiệt độ:

18 – 30 độ C

Dc

0,5 – 2,0 A/dm2

- Mạ bạc không dùng điện:
Mạ bạc hóa học

KAg(CN)2, tính ra Ag+ 1,2 – 2,4 gl
KCN 6 – 12 g/l
Hydrazinboran 1 – 2 g/l
Nhiệt độ 40 – 50 độ C
pH 10,2 – 10,5

19

Mạ bạc tiếp xúc
AgNO3 tính ra Ag+ 10 – 15 g/l
K4Fe(CN)6.3H2O tự do 20 – 25 g/l
K2CO310 – 20 g/l
Nhiệt độ 50 – 60 độ C
pH 6,5 – 7,5


HighLevel Crown
Câu 2 (mạ bạc): Tại sao khi mạ nối điện bên ngoài cho catot trước? Giải thích
tác dụng của công đoạn hỗn hống hóa, thấm bạc hoặc mạ lót bạc?
- Tác dụng của công đoạn hỗn hống : chi tiết nhúng vào dung dịch muối thủy ngân
và chất tạo phức tạo thành hợp kim đồng- thủy ngân mịn che phủ tốt . Bởi vì điện
thế thủy ngân dương hơn so với bạc . vì vậy khi bạc không sinh ra không có phản
ứng trao đổi của bạc
- Tác dụng của công đoạn thấm bạc : thay thế hỗn hống độc hại . nhúng chi tiết vào
trong dung dịch bạc nồng độ thấp và chất tạo phức nồng độ cao để hình thành lớp
mạ mịn bám chắc tốt trên bề mặt chi tiết
- Tác dụng của lớp mạ lót : khi mạ cho sắt , thép ,đồng và hợp kim đồng yêu cầu
cao cần mạ lót đồng trước rồi mới mạ lót bạc cuối cùng mới mạ bạc. lớp lót mỏng
làm tăng độ bám chắc và tránh sinh ra các phản ứng trao đổi
- Tại sao khi mạ (video) nối điện bên ngoài cho catot trước : vì nối catot trước để

tránh hiện tượng trao đổi của điện cực với dung dịch mạ do thế điện cực của đồng
và sắt âm hơn so với bạc.
Câu 3: Bổ sung mạ bạc bằng phương pháp mạ hóa học? Yêu cầu của quá trình mạ
hóa học bạc?





- Khái niệm :Quá trình kết tủa kim loại hay hợp kim lên bề mặt vật rắn nhờ các
phản ứng hóa học mà không cần dùng đến dòng điện bên ngoài gọi là quá trình mạ
hóa học hay còn gọi là mạ không dùng điện
- Phân loại mạ hóa học :
Mạ tiếp xúc
Nội điện phân
Tự xúc tác
- Mạ bạc thường dùng phản ứng tự xúc tác.
* Tự xúc tác:
- Quá trình mạ dựa vào phản ứng oxi hóa – khử, trong đó chất khử R là một hóa
chất nằm trong thành phần của dung dịch mạ và kim loại kết tủa M phải có tác
dụng xúc tác cho phản ứng ấy.
- Động lực của quá trình này là khả năng xúc tác của kim loại kết tủa M đối với
phản ứng oxi hóa chất khử:
+ Phản ứng ở cation: Mn+ + ne = M
+ Phản ứng ở anion: R
O + ne
+ Yêu cầu của quá trình mạ hóa học bạc là:
20

HighLevel Crown
* Mạ tiếp xúc:
- Lớp mạ tiếp xúc thu được phải đảm bảo 2 điều kiện:
+ KL mạ có điện thế tiêu chuẩn dương lớn hơn kim loại nền
- Phải có một kim loại khác có độ âm điện cao hơn kim loại nền tiếp xúc với kim
loại nền ngay trong dung dịch mạ.
- Về bản chất lớp mạ tiếp xúc được xem như lớp mạ điện hóa. Nguồn điện được
hình thành do 2 kim loại tiếp xúc nhau trong dung dịch điện phân. Kim loại nền
đóng vai trò catot, trên đó ion kim loại mạ bị khử điện thành kim loại tạo lớp mạ
MeZe+ + Ze → Me
Kim loại tiếp xúc đóng vai trò anot, bị oxi hóa ion của nó tan vào dung dịch.
Tốc độ hình thành lớp mạ diền ra tương đối chậm, độ dày lớp mạ khoảng 1-2µm.
* Nội điện phân:
Mạ hóa học nội điện phân : trong phương pháp này người ta thường sử dụng
chất hữu cơ để khử ion kim loại mạ . Sự khử ion kim loại từ muối đơn diễn ra
nhanh lớp mạ tạp ra xốp để bong lên thực tế sử dụng muối phức của kim loại mạ
Tùy thuộc vào độ bền của phức, điện thế của chất, khử nồng độ phức, pH
dung dịch nhiệt độ mà tốc độ hình thành lớp mạ nhanh hay chậm. Phản ứng khử
bắt đầu khi cho chất khử vào dung dịch và diễn ra trong toàn bộ thể tích dung dịch
mạ. Phương pháp này chủ yếu để dùng mạ bạc, đồng, vàng lên chất dẻo thủy tinh,
sứ kỹ thuật và các phi kim khác
* Yêu cầu của quá trình mạ bạc hóa học:
- Phương pháp mạ bạc hóa học là phản ứng tráng gương nên để hạn chế phản ứng
khử trong lòngdung dịch, tiết kiệm bạc ta sử dụng 2 dung dịch AgNO3 trong
ammoniac và dung dịch chất khử fomanđehit được phun trực tiếp lên bề mặt vật
mạ. ngoài ra có thể dùng chất khử glucoza 5% hoặc dung dịch đường sacaroza
hoặc đường 200g/l
- Sự ổn định của lớp mạ còn phụ thuộc vào giá trị pH.
Ta có phức giữa ion bạc với etylen diamin (en):

- Trạng thái cân bằng của phản ứng cho thấy:

21


HighLevel Crown
+
pH thay đổi với nồng độ của Ag và en. Trong trường hợp này, để bể mạ ổn định
(sử dụng 3,5- diiodotyrosine ) để mạ tất cả, nhưng sau 24h độ pH của bể giảm vậy
2+
2+,
ta sử dụng chất ổn định bao gồm: các kim loại Co , Ni
Na-2-3
mercaptopropane sunfat ( NaBH4, N2H4, CN- ) và các chất khác.
- Trước khi mạ phải gia công bề mặt cần mạ thật kĩ để tránh lớp mạ bị bong ,
bẩn…

MẠ NIKEN
Câu hỏi: Nêu đặc điểm của quá trình mạ niken, từ các đặc điểm đó giải thích
thành phần chất điện giải, chế độ điện phân trong quá trình mạ niken.
* Các đặc điểm của mạ niken
- Phóng điện trên catot khó khăn, nhưng quá thế H 2 nhỏ → xảy ra hiện tượng Ni2+
và H+ phóng điện đồng thời. Trong dung dịch, Ni 2+ bị bao quanh bởi lớp vỏ hydrat,
khi phóng điện thì ion phải thoát khỏi vỏ này → NL khử hydrat lớn → ion khó
phóng điện → nếu nồng độ H+ cao (pH nhỏ) thì niken hầu như k kết tủa được, chỉ
có khí H2 thoát ra trên catot.
- Do đó, phải tăng dần pH để làm hạn chế phản ứng phóng điện của H +, tạo điều
kiện thuận lợi cho ion Ni2+ phóng điện và làm tăng dần hiệu suất dòng điện thoát
kim loại trên catot. pH càng lớn thì hiệu suất dòng thoát càng tăng. Tuy nhiên k
dùng pH quá cao vì sẽ làm sinh ra các hydroxit và oxit của niken làm lớp mạ xuất

hiện điểm rỗ, xốp, lỗ thủng… hoặc trên bề mặt vật mạ có bám kết tủa màu lục của
muối niken khó tan → phải dùng dung dịch đệm để ổn định pH ở khoảng giá trị
quy định
- Hiện tượng rỗ do bọt khí H2 sinh ra bám trên bề mặt catot, làm cản trở ion niken
phóng điện → phải dùng chất chống rỗ, là các chất làm giảm sức căng bề mặt, làm
cho bề mặt catot thấm ướt tốt và đều khắp mọi nơi, bọt khí k bám lên được nữa.
- Thường gặp hiện tượng anot bị thụ động, do anot niken tan thành ion niken. Nồng
độ Ni2+ tích tụ trong lớp dung dịch sát anot khá lớn → dễ lắng thành màng xốp →
che khuất 1 phần anot → mật độ dòng điện cục bộ tăng vọt lên → điện thế anot
tăng, đủ cho OH- phóng điện → giải phóng khí O2 → oxy hóa anot tạo màng oxit
22


HighLevel Crown
bền → anot bị thụ động → dung dịch mạ phải có thêm ion Cl - để khử thụ động. ion
này phóng điện trên anot làm tan màng thụ động. Phải kiểm soát nồng độ Cl - trong
giới hạn, nếu cao quá thì anot bị hòa tan quá mức, ít quá thì k đủ khử thụ động.
Hoặc dùng anot hoạt tính chứa lưu huỳnh, hoặc tăng diện tích anot lên nhiều lần
bằng cách sử dụng các loại anot dạng bi, dạng viên dẹt, dạng mảnh nhỏ dựng trong
lồng titan.
- Dòng điện trao đổi io bé ->β = rất lớn nên tốc độ tạo mầm tinh thể sẽ rất nhanh và
kích thước tinh thể rất nhỏ mịn (tới 10-6cm)
- Phân cực catot lớn, do năng lượng hydrat hóa của Ni 2+ lớn, kết tủa từ dung dịch
muối đơn, cấu trúc tinh thể nhỏ mịn


Từ 2 đặc điểm cuối, mạ Ni không mấy khi cần dùng dung dịch phức.

MẠ ĐỒNG
Câu 1: Tại sao khi mạ đồng sunfat đối với nền thép, sắt, niken, hợp kim niken,

người ta phải mạ lót lớp đồng trong xyanua, hoặc lớp mạ niken trong dung dịch
axit thường.
Khi mạ đồng sunfat đối với nền thép, sắt, niken, hợp kim niken, người ta phải mạ
lót lớp đồng trong xyanua, hoặc lớp mạ niken trong dung dịch axit thường để làm
tăng độ bám chắc của lớp mạ tránh bong chóc, lớp mạ không bị gai và mịn phân bố
đều hơn.

Câu 2: Trong mạ đồng xyanua, nồng độ ion CuCN và NaCN ảnh hưởng như thế
nào tới chất lượng lớp mạ? Ưu điểm của ion NaCN (nếu thiếu NaCN, sinh Cu2+
ảnh hưởng tới độ thụ động anot) nếu thừa NaCN thì sinh H2
* Ảnh hưởng của NaCN đến lớp mạ đồng:
- NaCN là chất tạo phức, trong dung dịch mạ đồng
- ưu điểm của NaCN là có thể nâng cao phân cực catôt, làm cho lớp mạ kết tinh
mịn, nâng cao khả năng phân bố.
- Khi hàm lượng CuCN nhất định, hàm lượng NaCN thấp, tác dụng phân cực catôt
giảm đi, hiệu suất dòng điện cao, nhưng độ kết tinh thô, khả năng phân bố giảm.
23


HighLevel Crown
- Khi hàm lượng NaCN quá cao, sự phân cực catôt tăng, khí H2 thoát ra nhiều,
phạm vi sử dụng mật độ dòng điện thu hẹp, tốc độ kết tủa giảm, thậm chí không có
lớp mạ.
- Vì vậy, trong quá trình mạ cần phải bảo đảm hàm lượng NaCN tự do trong phạm
vi nhất định, để loại trừ anôt thụ động, làm anôt hòa tan bình thường. Hàm lượng
NaCN tự do khống chê trong phạm vi 7 - 20 g/l.
* Ảnh hưởng của CuCN đến lớp mạ đồng:
Trong dung dịch mạ đồng CuCN là muối chính cung cấp ion đồng. Trong
dung dịch mạ đồng xianua, giữa đồng và sắt không có phản ứng trao đổi. vì thế, có
thể mạ trực tiếp đồng trên sắt thép trong dung dịch xianua, lớp mạ lót đồng trên sắt

thép yêu cầu phủ kín bề mặt. Hàm lượng CuCN trong khoảng 5-10 g/1. Nếu như
mạ đồng bình thường hoặc mạ đồng thấm than, yêu cầu lớp mạ có độ dày nhất
định, phải khống chế hàm lượng CuCN trong phạm vi 30 - 50 g/1.
Câu 3 + 4 ????

MẠ CROM
Câu hỏi: Nêu đặc điểm của mạ crom
- Mạ Cr tiến hành trong dung dịch hỗn hợp acid H 2Cr2O4 và H2Cr2O7 chứ không
phải muối của kim loại kết tủa.
- Dung dịch nhất thiết phải có ion hoạt hóa (ion xúc tác) SO 42- , F-, SiF62- không có
chúng không thể kết tủa.
- Nồng độ ion hoạt hóa phải khống chế trong một thời gian hẹp mới thu được lớp
mạ tốt và hiệu suất dòng điện cao.
- Mạ Cr có điện thế khử ion Cromat rất âm, hiệu suất dòng catod rất thấp , mật độ
dòng điện rất lớn, khả năng phân bố lớp mạ rất kém.
- Không dùng anot crom hòa tan mà dùng anot trơ bằng hợp kim chì.
Câu 1: Cơ chế của mạ crom
Lý thuyết của quá trình mạ điện crom vẫn chưa được xác định rõ ràng nhưng
được giải thích như sau: Ion sunfat và cromic tròn dung dịch tạo thành một loại
phức chất, phức này có khả năng bị hidro mới sinh khử Cr6+ thành Cr3+. Khi bắt
đầu điện phân, do hidro thoát ra nên lớp mạ dung dịch sát catot sẽ giàu ion Cr3+ và
24


HighLevel Crown
pH tăng lên. Tạo điều kiện thuận lợi cho ion Cr3+ tác dụng với phức nói trên để
sinh ra màng nhày rất mỏng trên catot. Chính màng này đã làm cho phân cực catot
tăng lên rất mạnh đến mức đủ để khử ion Cr3+ thành kim loại.
Cr6+ + SO4- → phức Crommat – Sunfat
phức Crommat – Sunfat + Hnguyên tử → Cr3+ (khử hóa học)

(thoát ra ở Catot)

Cr3+ + 3e → Cr (hình thành lớp mạ bám trên kim loại)
Câu 2: Vai trò của ion lạ (anion xúc tác)?
- Là tham gia vào quá trình hình thành phức với Cr 2O3, nếu không có anion xúc tác
thì quá trình sẽ không xảy ra.
- Cơ chế: như câu 1.
Câu3: Anot trong mạ crom là gì?
Anot trong quá trình mạ Crom thường là kim loại trơ chứ không dùng là
anot Crom do ECr/Cr3+ = - 0,76V nên khi áp điện vào thì anot sẽ nhanh chóng bị tan
ra vì thế sẽ gây tốn kém do cần phải thay thế Anot thường xuyên.
Câu 4: Tại sao mạ crom lại dùng Sanot : Scatot = 1:3 hay 1: 2?
Để nồng độ Cr3+ trong dung dịch không thay đổi.
Vì, khi vận hành bể mạ, trên anot xảy ra phản ứng thoát oxi:
2H2O – 4e = 4H+ + O2
Và anot được phử lớp màng màu nâu sẫm của PbO 2, màng này có tác dụng oxi hóa
Cr3+ (sinh ra ở catot) trở lại thành Cr6+ -> nhờ đó đã thiết lập được cân bằng:
Cr6+ + 3e = Cr3+
Diện tích Anot (hay mật độ dòng điện anot) ảnh hưởng mạnh đến cân bằng này:
tăng diện tích anot hay giảm mật độ dùng điện sẽ làm tăng tốc độ oxi hóa Cr3+
thành Cr6+ vì thế trong quá trình mạ để nồng độ Cr3+ trong dung dịch không thay
đổi nên phải dùng Sanot : Scatot = 1:3 hay 1: 2.
Câu 5: Tại sao mạ crom lại thấp như vậy?
25