الكاثودات النحاسية لكبريتات النحاس هي واحدة من الأدوات العديدة التي يتم استخدامها في المهن المختلفة للعلماء والمهندسين. إنها مفيدة جدًا للعمليات العلمية والصناعية التي تحتوي على كاثودات. في هذا المقال، سنرى ماذا تفعل هذه الكاثودات، وكيف تعمل، وبعض الفوائد والعيوب لاستخدامها. سنناقش أيضًا كيف تساعد أثناء عملية تُسمى التصفيح الكهربائي، والتي تغلف أنواعًا مختلفة من المعادن وتمنع الصدأ من الحدوث. وربما سنلقي نظرة على الطرق الجديدة الثورية التي تتبعها شركات مثل SME لتحسين هذه الكاثودات.
الكاثودات النحاسية لكبريتات النحاس تجد تطبيقات في المختبر والمصنع لأغراض مختلفة. فهي تقوم بشكل أساسي بمساعدة في عملية التصفيح الكهربائي حيث يتم تغطية مادة معدنية بمادة أخرى. كما تُستخدم أيضًا في التجارب العلمية المختلفة لدراسة التفاعلات الكيميائية. من بين الاستخدامات الرئيسية الأخرى هو عملها كمادة مضادة للتآكل لحماية الأسطح المعدنية من الصدأ. الصدأ هو شكل من أشكال التآكل الذي يحدث على المعادن نتيجة تفاعلها مع العناصر الموجودة في الهواء أو الماء. في الواقع، يمكن للكاثودات النحاسية لكبريتات النحاس أن تنتج جزيئات نحاسية صغيرة تُستخدم في العديد من التطبيقات مثل الطب والصناعة أيضًا، مما يجعلها أداة متعددة الاستخدام.
الكهروكيمياء هي دراسة كيفية تصرف هذه الأنواع من الكهربائيات (أو الخلايا النصفية) عندما يتدفق الكهرباء عبرها، على سبيل المثال النحاس —كبريتات النحاس. إذا مررنا الكهرباء عبر هذه الكهربائيات، فإنه يجبر الجسيمات التي تسمى الأيونات على الانتقال نحو الكهربائي. هذا الانتقال مهم للغاية ونطلق عليه اسم التغليف الكهربائي. عن طريق التغليف الكهربائي، يمكنك إنشاء طبقة رقيقة من المعدن على جسم آخر، أو إزالة الصدأ من السطح. لذلك، من الضروري أن يفهم العلماء والمهندسين هذا العملية بشكل أفضل أثناء العمل على مشاريع مختلفة.
هناك عدد من الأشياء التي أحبها في أقطاب كبريتات النحاس. أولاً، إنها (رخيصة) مما يعني أنها لا تكلف الكثير من المال. كما أنها أظهرت أداءً قوياً للغاية من حيث الكهرباء، وهذا هو السبب في أنها تعمل بشكل جيد في العديد من المهام. كما أنها قوية جداً ولا يمكن كسرها تقريباً إذا تم تشغيلها بالشكل الصحيح. لكن هناك عيباً أو قيداً واحداً على أقطاب كبريتات النحاس وهو أن لونها يميل لأن يصبح أفتح مع مرور الوقت بسبب استهلاك النحاس بشدة. تعمل فقط في أنواع معينة من الحلول، مما يجعلها غير قابلة للتطبيق بشكل عام. كما أنها تنتهي بشكل أسرع من أنواع أخرى من الأقطاب، مما قد يكون عيباً في بعض التطبيقات التي قد تستغرق سنوات لإكمالها.
العملية تُسمى التغطيس الكهربائي، وهي تعتمد بشكل أساسي على تغليف جسم معدني بطبقة من معدن آخر كغطاء وقائي أو لمسة جمالية نهائية. أثناء التغطيس الكهربائي، يتم وضع الجسم المعدني على الجانب السالب لمصدر الطاقة بينما يتم وضع أقطاب النحاس الكبريتية في الطرف الآخر (القطب السالب متصل بالأnode والقطب الموجب متصل بالأcathode في الترتيب العام). في هذه العملية، يحتوي المحلول الذي نستخدمه على المعدن الذي نرغب في طلائه على الجسم. ثم تلتصق جزيئات المعدن الموجودة في المحلول بالجسم المعدني وتتشكل عليه سطح لامع جديد عند تطبيق الكهرباء.
بالإضافة إلى ذلك، فإن أقطاب كبريتات النحاس لها دور كبير في تجنب الصدأ. يحدث هذا عندما يتعرض المعدن للهواء؛ حيث يتأكسد، ونسمي هذا النوع من التأكسد الصدأ. يصبح المعدن ضعيفًا عندما يصدأ ويستنزف العنصر المعدني العامل. تسهم الأقطاب في منع الصدأ بإنشاء طبقة حماية سطحية للمعدن، مما يحميه من العناصر التي تسبب التآكل.
SME هي شركة طورت تصاميم جديدة مثيرة لأقطاب كبريتات النحاس. بالطبع، هم يستكشفون أفكارًا إبداعية تهدف إلى تحسين أداء هذه الأقطاب. على سبيل المثال، تعديل شكل القطب لجعله يعمل بشكل مثالي في الاستخدامات المختلفة. كما تشمل الميزات الجديدة تغيير سطح القطب لتحسين الكفاءة والتخصص لأداء مهام مختلفة.
EN
