Особливості процесу електрохімічного полірування срібла та його ювелірного сплаву 925° у кислих тіосечовинно-цитратних розчинах із застосуванням стаціонарного режиму електролізу

Abstract

Представлені результати дослідження кінетики електродних реакцій, що перебігають на сріблі та його ювелірному сплаві 925° в кислих тіосечовинно-цитратних розчинах. Такі розчини стабільні в роботі й дають змогу експлуатувати їх упродовж тривалого часу. Анодне розчинення металу відбу­вається з утворенням комплексної солі типу Ag(SC(NH₂)₂)₃(C₆H₇O₇). Встановлено, що в таких розчи­нах досягається ефект полірування срібної поверхні, який обумовлений утворенням на поверхні аноду оксидно-сольової плівки, що формується за потенціалів ≥ +0,345 В. Розчинення срібла відбувається через пасивну плівку, яка сприяє перебіганню анодного процесу переважно на активних ділянках – мікровиступах профілю поверхні. Швидкість розчинення срібла обмежена гальмуванням електродної реакції на стадії дифузії хімічних продуктів, що утворюються, в об’єм електроліту. На процес полірування срібла впливають поверхнево-активна речовина (далі – ПАР) етиленгліколь, робоча густина струму або потенціал (напруга). Підібрано оптимальне співвідношення концентрацій компонентів розчинів для досягнення максимального ефекту полірування. Встановлено, що електрохі­мічне полірування може бути ефективним у стаціонарному режимі. Обрані умови проведення процесу (рН = 3,5–4,5, t = 18–25°С) та режим електролізу (jₐ = 3–4 мA∙см⁻², U = 2–2,4 B). Розраховано анодний вихід за струмом (80–100%) і питомі втрати металу (10–24 мг/(дм²∙хв)). Одночасно з анодним процесом на катоді відбувається виділення компактного осаду срібла, що дає змогу підтримувати в розчині постійну концентрацію іонів металу та розв’язати проблему якості продукції й ресурсозбереження. Отримані дані пропонується використовувати для декоративного, функціонального та протикорозійного оброблення срібних поверхонь виробів технічного, ювелірного й медичного (стоматологічного) призначення.

Presented results of the research of the kinetics of electrode reactions that progress on silver and jeweler alloy silver 925° in acid thiourea-citrate solutions. These solutions are stable and offer the opportunity to operate them for a long time. Anodic dissolution of metal produces the formation of the complex salt Ag(SC(NH₂)₂)₃(C₆H₇O₇). It has been established that the electrochemical surface polishing effect is reached in these solutions. This effect is conditioned by the formation of the salt oxide film on the anode surface that is formed with potentials ≥ +0,345 V. Silver is ionized through the passive film. The silver dissolution (polishing) rate is limited by the inhibition of electrochemical reaction at the diffusion stage of chemical products that are produced, by volume of electrolyte. The silver polishing process is affected by the surfactant (ethylene glycol), the working current density and the anode potential. The optimal correlation between concentrations of solutions’ components has been identified to achieve maximum effect of polishing. It has been studied that electrochemical polishing can be effective in stationary mode. Identified optimum operating parameters of process (pH = 3,5–4,5, t = 18–25°C) and electrolysis mode (jₐ = 3–4 mA·cm⁻², U = 2–2,4 V). Current anode output (80–100%) and unit metal loss (10–24 mg/(dm²·min)) has been designed. In parallel with the anodic process the production of the compact precipitate of silver on the cathode is evaluated. This enhances constant concentration of metal ions in the solution and solves the problem of quality of products and resource conservation. Data are suggested to use in decorative, functional and anticorrosive processing silver surfaces of products of technical, jeweler and medical (dental) supplies.