关于镀银的问题
全变2011/11/30化学 IP:四川
氰化物镀银的原理是降低银离子的浓度以减慢反应速度使得镀层紧密吧?
如果是这样,用超低浓度的硝酸银是否可以直接镀银呢?
比如用滴定管缓慢地滴加硝酸银溶液到放有镀件和水的烧杯里
来自:数理化 / 化学
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~~空空如也
zhaokenb
13年2个月前 IP:未同步
340874
提一下我的猜想:
以给铜件镀银为例,如果用硝酸银,若考虑中性条件
只要看阳极反应 2H2O-4e-===O2+4H+
阳极反应中有大量的H+产生(不考虑水合了),会导致整个溶液酸性越来越强,但LZ勿忘了溶液中还有硝酸根,硝酸根在酸性条件下可以把刚析出的银溶解,而且甚至可以把待镀的工件也一并氧化了,so有必要让整个电镀液保持碱性,而为了让整个溶液保持碱性,所以需要使用银的配离子(因为银离子在碱性环境下会变成氢氧化银并进一步变成氧化银)

以及对次要原因的一个猜想:毕竟工业生产的环境难以保证杂质的干扰,而银离子这种娇贵的东西一不小心因为电解液中混入了氯离子就玩完了,而银的氰根配离子相当的稳定,氯离子这种杂质可以直接忽略了
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猎鹰
13年2个月前 IP:未同步
340888
氰化物在电镀中是作为最优良的络合剂被广泛应用。氰化物具有极高的络合能力,和锌、镉、铜、银、金等都可以生成络合物,由氰络合物组成的氰化物电镀液性能优异。以氰化物镀银为例,氰化钾作为主络合剂,与银盐络合生成生成K[Ag(CN)2]。在电镀过程中,银的氰化物络盐在溶液中电离,并在阴极上还原析出银:
K[Ag(CN)2] == K+ 十 [Ag(CN)2]2
[Ag(CN)2]- 十e == Ag+2CN-
氰化钾除了和银生成银氰化钾络盐外,在镀银液中还要维持一定量的游离氰化钾。其起着稳定电镀液,提高阴极极化使镀层细致均匀,促进阳极溶解,提高电镀液导电能力,在光亮镀银液中还能发挥光亮剂的最大效能。
氰化物在其他电镀液也都起着与此类似的作用,到目前为止,仍是银、金等电镀液中无可替代的络合剂。但氰化物有剧毒,国家已将氰化物电镀作为淘汰类工艺(电镀金、银、铜基合金及予镀铜打底工艺,暂缓淘汰。)列入《产业结构调整指导目录》(2005年本)。
 2003年美国专利US456620304中提出了一种无氰又无有害物质的环保型光亮镀银液,银盐是采用甲基磺酸银,络合剂是用氨基酸或蛋白质,如甘氨酸、丙氨酸、胱氨酸、蛋氨酸以及维生素B群,如烟酰胺,镀液的稳定剂是用了一硝基邻苯二甲酸、4一硝基邻苯二甲酸、间一硝基苯磺酸等,pH缓冲剂是用硼砂或磷酸盐。表面活性剂是选商用的产品,如Tegotain485,镀液pH=9.5~ 10.5,温度25~30℃。阴极电流密度为1A/dm。XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/f?kz=725177937
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rudolf
13年2个月前 IP:未同步
341008
想当年,我们厂生产时氰化钠一次投料200多公斤……我们偷着拿一点回去当老鼠药用。
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soap-coke
13年2个月前 IP:未同步
341032
回 3楼(rudolf) 的帖子
小心毒shi别的东西,偷剧毒是不好滴!!
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全变作者
13年2个月前 IP:未同步
341230
回 1楼(zhaokenb) 的帖子
我的意思是用化学镀,不用电源,这样产生的氢离子就少了
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zhaokenb
13年2个月前 IP:未同步
341590
回 5楼(全变) 的帖子
关于使用氰化物的原因就如LZ所言,是为了降低反应速率,使镀层更为牢靠

LZ的想法貌似可靠,但LZ不妨查一下Ag[CN]4-的K稳,计算一下就会发现如果要达到这种稀的硝酸银溶液,哪怕用1000L的溶液,溶液中的银离子的量也大不到哪去

查表得,配位数为4时,K不稳=2.51×10-21(积累稳定常数)
∴[Ag+][CN-]4/[Ag(CN)43-]=2.51×10-21

设解离度为α(0<α<1)
倘若极端一些,设[Ag(CN)43-]=10mol/L(已经大的有点恐怖了,饱和高氯酸银大概也才这个浓度了...)
可得10α×(40α)4/10(1-α)=K不稳=2.51×10-21
因为α极小,所以分母中的α可忽略

求得解离度α=3.965×10-6(都快赶上常温下蒸馏水的水合氢离子了)
最终求得,溶液中游离的[Ag+]=3.96×10-5mol/L
浓度极低,若使用同浓度的硝酸银,除非LZ找个游泳池做电解池,不然加料是极度频繁的了....

以正常桶装水桶为例(记为约20L),一桶该浓度的硝酸银溶液中当中仅含银质量为0.08g,这少的实在可怜,而且不要忘记,刚刚我所用的配离子浓度还是很极端的,如果进一步缩小配离子浓度,求得的对应的银离子浓度会更低........如果给LZ一根“巨型”滴定管——如200ml的滴定管,那么LZ为了这0.08g的银,需要反复100次加满滴定管..........而使用配合物只是把药品称量后混合一下用水溶解就可以了....

0.01g已经是很多珠宝电子秤的精确度了,所以得出结论,LZ使用低浓度硝酸银的方法并不是很可行,如果想析出一层有点金属光泽的银,想必这滴定管旋钮的磨砂都可被磨成光滑了...[s:178]

工业上使用氰化物据说是因为氰化物成本较低的缘故,现在已经有其他的替代配合剂了,只是成本较高罢了

但我现在出现一个疑问,工业上那为什么不干脆用硫酸银、氯化银等难溶性物质来生产呢?成本可以更低,而且银离子浓度也很低啊

PS:论坛啥时候能在发帖功能里加上打角标的按钮啊
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ltc
13年1个月前 IP:未同步
341603
那如果不是通过控制银离子浓度,而是直接控制电流来降低反应速率,使镀层更为牢靠呢
我们老师说也不行,求解释
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zhaokenb
13年1个月前 IP:未同步
341638
回 7楼(ltc) 的帖子
对于这个问题,我提出一个猜想:(我的电化学比较差哎)[s:275]
假设镀件为铜制品,挂在阴极上,阳极若使用银棒,电解池中装有硝酸银溶液
为了避免铜质品被溶解,须要施加一个电压(高于银和铜之间的电势差),设这个电压为最低电压E,而整个溶液中存在电阻R,所以电流为I=E/R,而单位时间内通过的电量为Q=I*1s,而这个反应速率明显是和Q呈正相关,而Q由于最低电压E呈正相关,所以反应速率与最低电压E呈正相关,而很明显,最低电压E时,反应速率不为零,所以这个反应中存在最低反应速率,而可能这个最低反应速率仍然过大,无法产生足够牢靠的镀层

PS[s:10]Z所指的不是电镀,是普通的化学镀......
以及提供电极反应速率的论文一篇:XXXXXXXXXXXXXt/news/61/2007-3-2_XXXXXXXXXXXXXXml
表示本人不才啊,看不懂......
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ltc
13年1个月前 IP:未同步
341716
当外电源电压与铜、银构成的原电池电压相等时,反应速率为0吧


化学镀也可以用电来减速的,控制好电压[s:274]
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全变作者
13年1个月前 IP:未同步
342830
回 6楼(zhaokenb) 的帖子
谢谢你详细的解释,之前没想到 k不稳 那么小,但其实我的方法不是用滴定管直接加超稀溶液。我是在烧杯里放蒸馏水和镀件,然后在分液漏斗或滴定管中加入较吸的硝酸银溶液,通过滴速控制烧杯中溶液的浓度。这样就不必配超稀溶液了,也不用滴那么多溶液。另外镀银需要的银离子浓度可能不需要CN-环境中低的浓度。寒假我回家试试这种方案。
工业不用氯化银可能是溶解度还是过大,毕竟不能跟Ag[CN]4-比,但我想试试用氯化银在浓氯离子溶液中镀银。
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zhaokenb
13年1个月前 IP:未同步
342893
回 9楼(ltc) 的帖子
好吧,表示我错了......... [s:226]
不过我倒是想到一个可能的原因,因为电解会导致银离子的量减少,使原电池的电势差发生变化,若外加电压不变,会导致电流不恒定的(会不断变大),想要控制电流恒定貌似很麻烦
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rudolf
13年1个月前 IP:未同步
343276
回 11楼(zhaokenb) 的帖子
楼上也是学化学的,
电化学我都已经快忘光了,物化之类的当初压根就没听懂
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