Treværdige Chromelektrolytter: Valg af anoder

Ved treværdige chromelektrolytter hersker der andre kemiske og elektrokemiske forhold end i klassiske, seksværdige chrombade. Derfor skal anoder vælges, så de ikke forstyrrer badets sammensætning og ikke skaber sundhedsskadelige stoffer.

Hvorfor ingen chromanode i treværdige chromelektrolytter?

1. Opløsningsforhold for chrom
   I treværdige chrombade foreligger chrom allerede i oxidationstrin +III, som er forholdsvist stabilt. En chromanode kan dog føre til ukontrolleret oxidation til chrom(VI):
   • Chrom(VI) (seksværdigt chrom) er meget giftigt og mistænkes for at være kræftfremkaldende. Selv små mængder i badet udgør derfor en alvorlig sundheds- og miljørisiko.
     
     
2. Badstabilitet
   Treværdige chrombade er bevidst formuleret, så de indeholder så lidt eller slet intet Cr(VI). En chromanode kan forstyrre denne balance, da Cr(VI) kan dannes ved elektrolytisk oxidation. Det forringer belægningskvaliteten og udgør en væsentlig fare.
   
   
3. Praksis: Inerte eller særlige anoder
   
   • Platin- eller iridium-anoder er meget gode inerte anoder, da de er yderst modstandsdygtige over for elektrolytten og praktisk talt ikke afgiver materiale. De er dog dyre.
   • Grafitanoder bruges også ofte, men kan afgive fine grafitpartikler til badet (erosion/slitage). Disse partikler kan aflejres på emnets overflade og medføre mørke belægninger.

Hvorfor er en aluminiumanode tilladt?

1. Beskyttende oxidlag (passivering)
   Aluminium danner på sin overflade et tæt lag af aluminiumoxid (Al₂O₃). Dette lag passiverer metallet og reducerer i høj grad opløsningen af aluminiumioner i badet.
   
   
2. Minimal påvirkning af badets kemi
   Ved de sædvanlige spændings- og pH-værdier for treværdig chrombelægning forbliver aluminium stort set passivt. Dermed tilføres kun forholdsvis små mængder Al³⁺-ioner til elektrolytten, så sammensætning og pH-værdi kun påvirkes i ringe grad.
   
   
3. Aluminium opløses, men udfældes ikke
   Selvom en mindre mængde aluminium faktisk overgår til Al³⁺ i badet, udfældes det praktisk talt ikke som metallisk lag i en vandig opløsning.
   • Det er termodynamisk meget vanskeligt at aflejre aluminium fra vandige opløsninger, da vand reduceres lettere (brintudvikling).
   • Derfor opstår der ikke et uønsket aluminiumlag på emnerne.
     
     
4. Tilgængelighed og omkostninger
   Aluminium er omkostningseffektivt, let at bearbejde og – hvis passiveringen fungerer korrekt – en praktisk anvendelig anode til treværdige chrombade.

Konklusion

• En chromanode vil i treværdige chrombade føre til uønsket dannelse af Cr(VI), hvilket er yderst sundhedsskadeligt.
• Aluminiumanoder er tilladt på grund af deres beskyttende oxidlag, som næppe forurener elektrolytten eller skaber giftige biprodukter.
• Platin- og iridium-anoder betragtes som meget holdbare inerte anoder, men de er kostbare.
• Grafitanoder er ganske billige, men kan via slitage afgive grafitpartikler, hvilket fører til mørke belægninger.