Elektrolyysiä hyödynnetään pinnoituksessa ja puhdistuksessa. Pinnoitusmenetelmän kehittäjänä pidetään italialaista kemistiä ja keksijää Luigi Valentino Brugnatellia (1761–1818) (kuvassa). Keksimisen jälkeen tekniikka unohtui noin kolmeksi kymmeneksi vuodeksi ja saavutti laajemman tietoisuuden vasta venäläisen kemistin Boris Jacobin (1801–1874) ja englantilaisen lääkärin John Wrightin (1808–1844) tutkimusten myötä.

Pinnoittaminen

Pinnoittamisessa muutetaan kappaleen pintaominaisuuksia, kuten korroosionkestoa, kulutuskestävyyttä, pienentäen tai lisäten pinnan aiheuttamaa kitkaa tai esteettisyyttä. Pinnoittamalla voidaan korjata pinnassa olevia virheitä kuten naarmuja ja jossain määrin myös lisätä liian pienen kappaleen paksuutta.





Pinnoituksessa sähköä johtavan kappaleen pintaan muodostetaan hyvin ohut metallikerros. Pinnoitemetalli saadaan saostumaan kohteen pintaan ulkoisen sähkövirran avulla. Päällystettävä kappale kytketään jännitelähteen negatiiviseen napaan ja se upotetaan elektrolyyttiin. Liuoksessa on saostuvan metallin ioneja.

Esimerkiksi jos halutaan päällystää kupariavain kuparilla, niin kupariavain liitetään negatiiviseen napaan ja pinnoitekupari positiiviseen napaan. Liuoksessa on kupari-ioneja.

Jos taas kappale pinnoitetaan sinkillä, on liuoksessa sinkki-ioneja. Jännitelähteen positiiviseen napaan kytketään metallilevy, joka on samaa ainetta kuin liuoksessa olevat metalli-ionit. Reaktioiden edetessä negatiivisella elektrodilla tapahtuu metallin saostumista ja positiivisella metallin liukenemista.

Kuvasarjassa alla kappale sinkitetään upottamalla se sinkkikylpyyn.





Pinnoitemetallisuojaa pinnan alle jäänyttä metallia ympäristön vaikutukselta. Esimerkiksi auton teräksestä valmistettu kori päällystetään sinkillä elektrolyyttisesti. Sinkkikerros suojaa sen alla olevaa teräspintaa ja ehkäisee sen ruostumista.





Sähköä johtavia kappaleita on helppo pinnoittaa kytkemällä ne suoraan osaksi virtapiiriä, mutta sähköä johtamattomat materiaalit pitää tehdä sähköä johtaviksi ennen pinnoitusta. Esimerkiksi kankaan voi päällystää metallilla, kunhan kangas on ensin kasteltu sähköä johtavaan liuokseen, kuten suolaliuokseen.

Puhdistus

Elektrolyysiä käytetään metallien puhdistamiseen ja rikastamiseen. Se on kallis menetelmä, ja sitä käytetään vain, kun valmistetaan arvokkaita tai hyvin helposti reagoivia metalleja, kuten alkalimetalleja. Menetelmällä voidaan valmistaa erittäin puhdasta metallia.

Esimerkiksi kuparin puhdistuksessa ja rikastamisessa raakakuparilevy kytketään jännitelähteen positiiviseen napaan ja puhdistettua kuparia oleva levy negatiiviseen napaan. Kun virta kytketään, raakakupari liukenee elektrolyyttiin ja vastaava määrä puhdasta kuparia saostuu negatiivisella elektrodilla. Prosessin edetessä raakakuparissa oleva epäpuhtaudet jäävät saostumana altaan pohjalle.



Kuparin puhdistus teollisuudessa