DE809739C

DE809739C - Verfahren zum elektrolytischen Niederschlagen von Rhodium

Info

Publication number: DE809739C
Application number: DEP49999A
Authority: DE
Inventors: Frank Herbert Reid
Original assignee: Mond Nickel Co Ltd
Current assignee: Mond Nickel Co Ltd
Priority date: 1947-08-19
Filing date: 1949-07-26
Publication date: 1951-08-02
Also published as: GB626429A; US2577364A; FR970542A; BE484442A

Description

Die elektrolytische Niederschlagung von Rhodium auf anderen Metallen zu Dekorations- oder Schutzzwecken wird üblicherweise mit Elektrolyten vorgenommen, die als Hauptbestandteile Rhodiumsulfat oder Rhodiumphosphat oder ein Gemisch dieser zwei Verbindungen und freie Schwefel- oder Phosphorsäure oder ein Gemisch hiervon enthalten. Die freie Säure ist erforderlich, um die Spaltung der Rhodiumverbindungen durch Wasser mit nachfolgendem Niederschlag von Rhodiumhydroxyd zu verhindern.

Es wurde festgestellt, daß Elektrolyten dieser Art bei normalen Arbeitsbedingungen dazu neigen, Rhodiumniederschläge zu erzeugen, die bei zunehmender Schichtstärke mehr und mehr milchig werden. Die genaue Schichtstärke, bei welcher der gewünschte Metallglanz verlorengeht, ändert sich je nach der Zusammensetzung der Elektrolyten und je nach den Arbeitsbedingungen. Durch Phosphat-Elektrolyten erzeugte Niederschläge können schon milchig werden, wenn sie nur 0,00006 mm dick sind, während die durch Schwefel-Phosphat-Elektrolyten erzeugten Niederschläge bis zu einer Schichtstärke von 0,00025 mm glänzend bleiben. Nun beträgt die industriell allgemein als zufriedenstellend angesehene Mindestschichtstärke 0,00012 mm, wobei das Zwei- bis Dreifache dieser Schichtstärke erwünscht ist.

Erfindungsgemäß wird dem Elektrolyten eine geringe Menge Phenol (Monoxybenzol) zugefügt. Es wurde festgestellt, daß damit der Rhodiumniederschlag weit stärker aufgebracht werden kann, bevor der charakteristische Glanz verlorengeht und das Aussehen milchig wird.

Der Phenolgehalt liegt zwischen 0,07 bis 0,5 g pro Liter. Mit einem Gehalt, der unter dem angegebenen Mindestwert liegt, wird keine merkbare Besserung erzielt, und mit einer Zugabe.von mehr als dem angegebenen Höchstwert neigt der Niederschlag dazu, dunkel zu werden.

Glänzende Niederschläge von mehr als 0,00012 mm' Schichtstärke, die für die verschiedensten Zwecke anwendbar sind, lassen sich mit bekannten Elektrolyten, insbesondere den Phosphat-Schwefel-Elektrolyten, bei geeigneten Arbeitsbedingungen erzielen. Aber auch dann ist die Anwendung von Phenol vorteilhaft, da die Schichten im allgemeinen dicker als die Mindeststärke sein sollen und mit dem erfindungsgemäßen Phenolzusatz die Gefahr des Milchigwerdens vor Erreichen der gewünschten Schichtstärke ausgeschlossen wird. Allerdings hört auch bei Verwendung von Phenol der Glanz des Niederschlags bei einer Höchstgrenze der Schichtstärke auf, die von der Elektrolytenao zusammensetzung und den Arbeitsbedingungen abhängig ist.

In bekannten Verfahren enthält die Lösung 2 g Rhodium pro Liter und wechselt die Arbeitstemperatur von Raumtemperatur bis 60 ° C; die Temperatur wird gewöhnlich auf 35 bis 40⁰C gehalten. Die übliche Stromdichte ist zwischen 2 bis 4 Amp/dm². Erfindungsgemäß werden diese üblichen Arbeitsbedingungen beibehalten, jedoch wurde festgestellt, daß, wenn die Phenolsättigung 0,3 g pro Liter übersteigt, die Höchstgrenze des Glanzniederschlags bei niedrigen Wärmegraden geringer wird. Bei den höheren Sättigungsgraden empfehlen sich daher höhere Temperaturen, z. B. mindestens 40⁰C bei einem Phenolgehalt von 0,4 g pro Liter. Der Wirkungsgrad des Stroms sinkt bei steigendem Phenolgehalt stark, wobei das Absinken bei Raumtemperatur fühlbarer ist als bei höheren Temperaturen. Bei höheren Temperaturen neigt der Elektrolyt jedoch dazu, sich zu verschlechtern, wenn die Kathodenstromdichte hoch ist. So wurde zum Beispiel ein Elektrolyt mit 0,2 g Phenolgehalt je Liter, der glänzende Schichtstärken bis 0,0015 π™ t>^ei Raumtemperaturen und bei 40" C mit einer Stromdichte von 4 Amp/dm² ergab, später einer Temperatur von 60⁰C und einer Stromdichte von 10 Amp/dm² 5 Minuten lang ausgesetzt und ergab dann Niederschläge, die schon bei einer Schichtstärke* von 0,00062 mm leicht milchig waren. Nachdem der Elektrolyt dann wieder einer Temperatur von 40⁰C und einer Stromdichte von 4 Amp/dm² ausgesetzt wurde, blieben die Niederschläge nicht mehr bis zu einer Schichtstärke von 0,0015 mm glänzend, vielmehr waren die Niederschläge stark streifig und milchig bei einer Schichtstärke von nur 0,0008 mm. Um diesen Nachteil auszuschließen, ist es empfehlenswert, die Stromdichte innerhalb des Normalbereichs von 2 bis 4 Amp/dm² zu halten.

Ein Phosphat-Schwefel-Elektrolyt wurde beispielsweise durch Reduktion von 5 g unlöslichem Rhodiumchlorid mit Wasserstoff bei niedrigen Temperaturen und Entziehen des fein verteilten Rhodiumrückstandes durch Erhitzen mit konzentrierter Schwefelsäure, Erkalten, Verdünnen, Filtrieren und Abscheiden des Rhodium-Hydroxyds von dem erkalteten Filtrat durch Absättigung mit einer verdünnten Ammoniumhydroxydlösung hergestellt. Das Hydroxyd war gut durchgespült, in einen Becher gefüllt und zu einem dünnen Brei mit Wasser angerührt worden. Die Lösung wurde dann abschließend leicht erwärmt und ihr 0,005 1 85%ige Phosphorsäure zugefügt. Die sich ergebende Lösung wurde in ein Gemisch von 0,017 1 konzentrierter Schwefelsäure und 0,851 destilliertes Wasser geschüttet. Der erhaltene Elektrolyt enthielt 2 g Rhodium je Liter. '

Der, wie beschrieben, hergestellte Elektrolyt wurde dann benutzt, um Rhodium auf polierte Nickelkathoden niederzuschlagen. Dieses Galvanisieren mit einer Stromdichte von 3 Amp/dm² und bei Raumtemperatur ergab einen Niederschlag, der bei einer Schichtstärke von 0,000175 mm milchig war. Bei einer Steigerung der Temperatur auf 35 bis 40⁰C konnte nur eine leichte Verbesserung im Aussehen bei der gleichen Schichtstärke erzielt werden. Als dem Elektrolyten dann 0,07 g Phenol je Liter zugefügt worden war und das Galvanisieren mit einer Stromdichte von 2 Amp/dm² und bei einer Temperatur von 60⁰C vorgenommen worden war, wurden glänzende Rhodiumniederschlägebei Schichtstärken von 0,000625 bis 0,001125 ^mm erzielt.

Als Anwendungsbeispiel der Erfindung auf einen Sulfat-Elektrolyten wurden 0,025 1 einer wie beschrieben hergestellten Sulfatlösung mit Wasser verdünnt, um folgende Zusammensetzung zu erhalten: Schwefelsaures Rhodium 2 g je Liter, freie Schwefelsäure 4 g je Liter. Dieser Elektrolyt wurde ebenfalls zum Niederschlagen von Rhodium auf Nickel bei Temperaturen von 20, 40 und 6o° C und mit Stromdichten von 2 bis 4 Amp/dm² benutzt. Die erzielten Niederschläge zeigten milchiges Aussehen bei Schichtstärken von mehr als 0,000125 mm. Nach Zusatz von 0,2 g Phenol je Liter ergaben sich bei Raumtemperatür und einer Stromdichte von 4 Amp/dm² glänzende Niederschläge bis zu Schichtstärken von 0,003275 mm. Bei Anwendung einer Temperatur von 60⁰C und der gleichen Stromdichte ergaben sich glänzende Niederschläge bis zu einer durchschnittlichen Schichtstärke von 0,000750 mm.

Die oben angegebenen Phenolsättigungsgrade dienen zur Erläuterung und können je nach den angewandten Arbeitsbedingungen geändert werden. So ergab zum Beispiel ein phenolhaltiger Schwefel-Elektrolyt glänzende Niederschläge unter den nachstehend aufgeführten Bedingungen:

Strom dichte	Freie Schwefel säure	Tempe raturen	Phenol sättigung	Schichtstärke des Rhodium niederschlags
Amp/dm²	ml/l	⁰C	g/l	mm
4	IO	60	' 0,1	0,000675
4	14	20	0,2	0,001075
4	14	60	0,2	0,001050
4	IO	60	0,3	0,002075
4	IO .	60	0,4	0,003950
4	IO	60	o,5	0,002525

Als ein Anwendungsbeispiel der Erfindung auf eine Phosphatlösung wurde Rhodiumhydroxyd in Phos-

phorsäure aufgelöst und die Phosphatlösung so verdünnt, daß sich eine Sättigung von 2 g Rhodium je Liter ergab. Diese Lösung wurde als Elektrolyt bei Raumtemperatur und einer Stromdichte von 4 Amp/ dm² verwendet und ergab einen Niederschlag, der bei einer Schichtstärke von 0,000062 milchig war. Nach Zufügung von 0,1 g Phenol je Liter wurde ein glänzender Niederschlag von 0,000375 mm Schichtstärke bei gleichen Arbeitsbedingungen erzielt.

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum elektrolytischen Niederschlagen von Rhodium auf Metallen mittels eines Elektrolyten, der Rhodiumsulfat oder Rhodiumphosphat einzeln oder in Mischung und freie Schwefelsäure oder freie Phosphorsäure einzeln oder in Mischung enthält, dadurch gekennzeichnet, daß 0,07 bis 0,5 g Phenol je Liter dem Elektrolyten zugesetzt sind.

O 929 7.51