3. Cơ sở lý thuyết của gia công điện hoá
3.1.3.Sự phân cực
1. Nguyên nhân sinh ra sự phân cực
Khi nhúng một thanh kim loại vào trong dung dịch thì tạo nên một điện thế nhất định và đạt tới trạng thái cân bằng. Nh−ng khi có dòng điện đi qua thì trạng thái cân bằng bị phá vỡ.
Khi có dòng điện một chiều đi vào hai cực kim loại nhúng vào trong dung dịch thì điện thế catôt (cực âm) trở nên âm hơn, điện thế anốt (cực d−ơng) trở nên d−ơng hơn. Sự thay đổi điện thế nh− vậy gọi là sự phân cực. Khi điện phân, tốc độ di chuyển của ion kim loại trong dung dịch và và tốc độ phóng điện của chúng không kịp với tốc độ di chuyển của điện tử, làm cho bề mặt catot tích điện âm tăng lên, vì vậy điện thế càng âm. ở anot, do sự hoà tan của kim loại, tăng cao nồng độ ion, tích luỹ điện tích d−ơng càng nhiều, làm cho điện thế càng d−ơng.
Sự phân cực gây nên do tốc độ di chuyển của ion, gọi là sự phân cực nồng độ. Sự phân cực nồng độ là do sự thay đổi nồng độ ion kim loại ở lớp sát anot
và catot. ở lớp sát anot nồng độ ion kim loại tăng lên, ở lớp sát catot nồng độ ion kim loại giảm đi.
Sự phân cực gây nên do sự phóng điện chậm của ion gọi là sự phân cực điện hoá. Trong quá trình điện phân th−ờng xảy ra đồng thời hai loại phân cực nồng độ và phân cực điện hoá, nh−ng tuỳ tr−ờng hợp cụ thể mà nó chiếm tỷ trọng khác nhau. Thông th−ờng khi mật độ dòng điện nhỏ thì phân cực điện hoá là cơ bản. khi mật độ dòng điện cao thì phân cực nồng độ là cơ bản.
2. Những nhân tố ảnh h−ởng đến sự phân cực
* ảnh h−ởng của thành phần dung dịch
Sự phân cực phụ thuộc vào thành phần dung dịch, dung dịch khác nhau thì sự phân cực khác nhau. Nói chung, sự phân cực của dung dịch nồng độ thấp lớn hơn sự phân cực của dung dịch nồng độ cao. Hiện t−ợng này do trong dung dịch nồng độ thấp, số ion của nó rất khó bổ sung vào lớp sát catot. Dung dịch muối phức có phân cực lớn hơn dung dịch muối đơn. Ngoài ra khi cho chất phụ gia vào dung dịch, sẽ có ảnh h−ởng lớn tới sự phân cực. Đa số tr−ờng hợp cho chất phụ gia vào làm tăng sự phân cực.
* ảnh h−ởng của mật độ dòng điện
Khi mật độ dòng điện nâng cao, sự phân cực cũng tăng lên. Bởi vì khi mật độ dòng điện cao, tốc độ di chuyển của ion và tốc độ phóng điện của nó cũng khác nhau rõ rệt. Quan hệ giữa điện thế điện cực và mật độ dòng điện thay đổi gọi là đ−ờng cong phân cực.
* ảnh h−ởng của nhiệt độ dung dịch
Nhiệt độ của dung dịch tăng lên, làm tăng sự dịch chuyển của ion, bổ sung rất nhanh số ion ở lớp catot và khuyếch tán mạnh số ion của anot hoà tan, do đó làm giảm sự phân cực.
* ảnh h−ởng của sự khuấy trộn dung dịch
Khuấy trộn dung dịch làm tăng sự khuyếch tán của ion, do đó làm giảm sự phân cực.