(2)法拉第定律
在电镀中,作为计算的基础,没有比法拉第定律更重要的定律。这一定律由如下2项构成。
(1)通过电极生成的物质量与通过溶液的电能成正比。 (2)同样的电量产生的物质量与该物质的化学当量成正比。
法拉第在1834年发现了这个定律。他将1安培持续1秒的电量定义为1库仑,1个原子或基团产生1个化学当量所需的电量为96,540库仑,这个电量被命名为1法拉第。
化学当量是指镀层金属的原子量除以镀浴中金属离子的化合价后的值,以光亮镀镍、使用瓦特浴时为例,为58.71/2 = 29.36(g)。也就是说,在镀镍时,1法拉第的电量可以沉积29.36g的镍。
计算例1
以1安培的电流,对硝酸银溶液(AgNO3)进行1小时的电解,会有多少银沉积?
AgNO3 → Ag+ + NO3-
Ag为1价,原子量为107.88,所以沉积量为
(107.88×60秒×60分)/(96,540×1价)=4.023g
计算例2
以1安培的电流,对硫酸镍溶液(NiSO4)进行1小时的电解,会有多少镍沉积在阴极上?
NiSO4 → Ni2+ + SO42-
Ni为2价,原子量为58.71,所以沉积量为
(58.71×60秒×60分)/(96,540×2价)=4.023g
如果以镀层厚度予以表示,镍的比重为8.9g/cm3,所以每1dm2的厚度为:
1.095(g/1010μm2)/8.9(g/1012μm3)
=0.123×102(μm/Ah・dm2)
=12.30(μm/Ah・dm2)
电镀时间改为每1分钟(AM),则变为
12.3/60=0.205(μm/AM・dm2)。