Deney: elektroliZ (Electroplating) amaç

---

 

 

DENEY: ELEKTROLİZ  (Electroplating) 

1.

 

AMAÇ  

Bu deneyin amacı öğrencilere elektrokaplama yöntemini detaylı bir biçimde öğretmektir.  

2.

 

TEORİK BİLGİ  

Bu yöntemle iletken yüzeyler üzerine bakır, krom, altın gibi metal kaplamalar yapılabilir. Metal 

kaplamalar  görünümü  güzelleştirmek,  korozyon  ve  sıcaklık  direnci  kazandırmak  ya  da  yüzey 

sertliğini arttırmak amacıyla yapılabilir. Bazı örnekler aşağıda verilmiştir:  

Krom kaplama (Yüzey sertliğini arttırır ve korozyon direnci sağlar.)  

Altın ve gümüş kaplama (Dekoratif amaçlı yapılan kaplamalardır.)  

Nikel kaplama (Sürtünmeyi azaltarak aşınmayı azaltır.)  

Çinko-Nikel kaplama (Yüksek sıcaklıklara karşı direnç sağlar. Korozyon direnci kazandırır.)  

 

 

Bakır  kaplama  için  elektrokaplama  düzeneği  yukarıdaki  şekilde  gösterilmektedir.  Üzerine  metal 

kaplanacak obje güç kaynağının negatif kutbuna, kaplanacak malzeme ise güç kaynağının pozitif 

kutbuna bağlanır. Pozitif kutba bağlı elektroda anot, negatif kutba bağlı elektrota da katot denir. 

Her iki elektrot da kaplama yapılacak metal iyonlarını içeren bir çözeltiye daldırılır. Bu örnekte 

çözelti olarak bakır sülfat kullanılmıştır. Bakır sülfat çözeltisi pozitif yüklü bakır ve negatif yüklü 

sülfat  iyonlarını  içerir.  Çözelti  hem  kaplanama  iyonlarını  barındırır  hem  de  iletken  olduğu  için 

devrenin tamamlanmasını sağlar. Güç kaynağı açıldığında, çözeltideki pozitif yüklü bakır iyonları 

katotta elektron alarak nötr hale geçer ve elektrot yüzeyine kaplanır. Pozitif yüklü iyonların katotta 

elektron alarak nötr hale geçmesine indirgenme denir. Anotta nötr halde bulunan bakır atomları ise 

elektron  vererek  pozitif  yüklü  iyonlar  haline  geçer  ve  çözeltiye  karışır.  Nötr  haldeki  bakır 

atomlarının anotta elektron vererek pozitif yüklü iyonlar haline geçmesine oksitlenme denir. Anot, 

çözeltiye  sürekli  olarak  bakır  iyonu  sağladığından  çözeltideki  bakır  iyonlarının  konsantrasyonu 

azalmaz.  Anot  olarak  bakır  yerine  kimyasal  olarak  kararlı  olan  karbon,  paslanmaz  çelik  ya  da 

---

 

platin  elektrot  10  da  kullanılabilir.  Bu  durumda  çözelti  sürekli  olarak  yenilenmelidir.  Bakırın 

indirgenme ve oksitlenme reaksiyonları aşağıdaki gibidir:  

Katot: 2e- + Cu+2 



 Cu 

Anot: Cu 



 Cu+2 + 2e 

Katotta  herbir  bakır  iyonu  2  elektron  alarak  indirgenir  ve  anotta  herbir  bakır  atomu  2  elektron 

vererek oksitlenir.  

Faraday  yasası:  Faraday  yasası  kaplanan  malzemenin  miktarını  devreden  geçen  akıma 

ilişkilendiren bir yasadır. Yukarıdaki reaksiyona göre iki tane elektron bir bakır atomunun yüzey 

üzerinde  kaplanmasını  sağlıyorsa,  bu,  akımla  kaplanan  malzeme  miktarı  arasında  bir  ilişki 

olduğunun göstergesidir. Bu ilişki aşağıdaki gibidir:  

 

?????? = ??????.??????. ?????? / ??????. ?????? 

 

W: Kaplanan malzeme miktari (g)  

I: Devreden geçen akım miktarı (A) 

 t: Zaman (s) M: Kaplanacak malzemenin molar kütlesi (MCu = 63.54 g/mol)  

F: Faraday sabiti (96500 A.s/mol)  

n: Kaplanacak malzemenin 1 molünün indirgenmesi için gereken elektron miktarı  

Görüldüğü gibi kaplama hızı uygulanan akımla doğru orantılı olarak değişmektedir. Yapılacak 

kaplamanın  kalınlığı  ya  da  istenilen  kalınlık  için  ne  kadar  süre  kaplama  yapılması  gerektiği 

yukarıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir. 

 

 

 3. DENEYİN YAPILIŞI 

 1. 100 mL’ lik 0.5 molar bakır sülfat çözeltisi hazırlayın (saf su ile).  

2. Çelik parça ve bakır çubuk parçasını aseton ve izopropil alkol ile yıkayıp kurulayın.  

3. Çelik parça ve bakır çubuk parçasını hassas terazi ile tartıp kütlelerini not edin.  

---

 

4.  Çelik  parça  ve  bakır  çubuk  parçasına  krokodilleri  bağladıktan  sonra  önceden  hazırlanmış 

bakır sülfat çözeltisi içerisine yerleştirin. İki elektrotun birbirine ve krokodillerin çözeltiye temas 

etmediğinden emin olun.  

5. Çelik parça bulunduğu elektrotu güç kaynağının negatif kutbuna, bakır çubuğun bulunduğu 

elektrotu da pozitif kutbuna bağlayın.  

6. Güç kaynağını çalıştırın ve akımı 1,5 A olarak ayarlayın.  

7. 20 dakika boyunca kaplama yapmaya devam edin.  

8. 20 dakikanın sonunda güç kaynağını kapatın.  

9.  Çelik  parça  ve  bakır  çubuk  parçasını  çözeltiden  çıkarın.  Çelik  parçenın  renginde  bir 

değişme  olduğunu  gözlemleyeceksiniz.  Bu,  bakır  kaplama  işleminin  başarıyla  gerçekleştiği 

anlamına gelmektedir.  

10. Daha sonra bozuk para ve bakır folyoyu saf su ile yıkayıp kurutun.  

11. Çelik parça ve bakır çubuk parçasını tekrar tartın ve kütlelerini not edin.  

12. Kullanılmış çözeltiyi güvenli bir biçimde belirlenmiş atık şişesine boşaltın.  

Kullanılacak malzemeler;  

* Bakır sülfat  

* Çelik parça  

* DC güç kaynağı  

* Krokodil 

 * Beher  

* Saf su  

* bakır çubuk 

 Çelik parçanın kaplama yapılmadan önceki kütlesi 

 Bakır çubuğun parçasının kaplama yapılmadan önceki kütlesi 

 Çelik parça kaplama yapıldıktan sonraki kütlesi  

Bakır çubuk parçasının kaplama yapıldıktan sonraki kütlesi  

Güvenlik Uyarıları  

---

 

1. Kaplama yapılırken asla bağlantı kablolarına temas etmeyiniz.  

2. Deney esnasında eldiven ve önlük giyiniz ve koruyucu gözlük takınız.  

 

 

4. İSTENENLER  

1.  Çelik  parça  kütlesindeki  değişim  ile  bakır  çubuk  parçasının  kütlesindeki  değişimi 

karşılaştırınız. Bulduğunuz sonucu yorumlayınız.  

2. Çelik parça üzerine kaplanan bakırın kütlesini Faraday yasası ile hesaplayınız. Bulduğunuz 

sonucu deneysel veriniz ile karşılaştırınız.  

3. Bir önceki sorunun cevabından yola çıkarak bakırın kaplanma verimini hesaplayınız.  

4.  Eğer  aynı  süre  içerisinde  0.3  A  bir  akımla  kaplama  yapılsaydı  kaplamanın  miktarı  nasıl 

değişirdi?