Анодное растворение металлов является разновидностью электродных процессов. Для протекания анодного растворения металла с заданной скоро-стью необходимо достаточно большое смещение его стационарного (равно-весного) потенциала в положительную сторону, а также обеспечение интен-сивного транспортирования реагирующих частиц в приэлектродной зоне.
Рассмотрим общие закономерности электролиза. Пусть на электроде (аноде) протекает только процесс растворения металла. Количественная сторона процесса определяется первым и вторым законами Фарадея. Согласно первому закону, масса продуктов реакции q, образовавшихся на электродах, прямо пропорциональна силе тока I и времени его протекания t, то есть прямо пропорциональна количеству прошедшего электричества:
где εЭ – ЭХ эквивалент, численно равный количеству вещества, выделяющегося при прохождении через систему одного кулона электричества.
Электрохимический эквивалент прямо пропорционален атомному весу металла и обратно пропорционален валентности, с которой он переходит в раствор. Например, в зависимости от валентности хрома его ЭХ эквивалент колеблется от 0,973 (z = +2) до 0,323 г/(А×ч) (при z = +6).
Электрохимический эквивалент сплава вычисляется по формуле:
, (2)
где ci – процентное содержание i-го компонента в сплаве; ei – электрохимический эквивалент i-го компонента.
Согласно второму закону, при прохождении через различные электролиты одного и того же количества электричества массы образовавшихся на электродах веществ (продуктов реакции) пропорциональны химическим эквивалентам этих веществ. То есть химический эквивалент εХ пропорционален электрохимическому эквиваленту:
(3)
(4)
где F = 96500 Кл – число Фарадея, равное количеству электричества, требующееся для растворения одного грамм-эквивалента металла.
На электроде при условии превышения определённого значения его потенциала могут происходить несколько электрохимических процессов одновременно. Например, кроме анодного растворения металла, его окисление, выделение кислорода и т.д. Поскольку на побочные реакции затрачивается часть общего тока, говорят о величине выхода по току для основной реакции (растворения металла). Она определяется соотношением:
или ,
где i – плотность тока, расходуемого на основную реакцию; iЭ – общая плотность тока, протекающего через электрод.
Выход по току определяется аналогично и для катодных процессов. Для процессов осаждения металла побочной реакцией является реакция выделения водорода. Выход по току величина переменная и зависит от материала электрода, состава электролита, величины поляризации электрода и других факторов.
Механизм анодного растворения металлов существенно влияет на скорость процесса и на качество обработанной поверхности. Рассмотрим закономерности различных случаев анодного растворения при изменении потенциала анодно поляризованного металла и других факторов процесса.