Đồ án Nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường điện phân đến chất lượng tấm màng niken catot trên điện cực trơ titan

MỤC LỤC MỞ ĐẦU Hiện nay ở Việt Nam rất nhiều nhà máy, công ty cơ khí chế tạo đồ gia dụng, phụ tùng xe máy, ôtô có các dây chuyền mạ niken, crôm lớn, hàng năm thải ra hàng ngàn tấn bã thải rắn (được ép ráo nước từ bùn điện phân). Chỉ riêng Công ty phụ tùng xe máy ôtô GOSHI-Thăng Long ở Sài Đồng, Hà Nội một năm thải ra trên 500 tấn bã thải mạ crôm, niken. Các công ty Xuân Hòa và Hòa Phát cũng thải ra hàng trăm tấn bã thải mạ điện mỗi năm. Qua khảo sát một số nhà máy lớn, chúng tôi có được một số thông tin về khối lượng bã thải sau mạ crom, niken được trình bày ở bảng kê dưới đây. Bảng 1- Thông tin về bã thải rắn ở các nhà máy mạ ở Việt Nam TT Tên nhà máy mạ Khối lượng bã thải rắn Tấn/năm Hình thức xử lý 1 Công ty Goshi Thăng Long 500-600 Lưu giữ trong các hầm chứa hoặc chôn lấp dưới đất 2 Công ty Hoà phát 100-200 Lưu giữ trong các hầm chứa hoặc chôn lấp dưới đất 3 Công ty Xuân Hoà 100-200 Lưu giữ trong các hầm chứa hoặc chôn lấp dưới đất 4 Công ty khoá Minh Khai 50-60 Lưu giữ trong các hầm chứa hoặc chôn lấp dưới đất 5 Công ty Vòi sen Ý 30-40 Lưu giữ trong các hầm chứa hoặc chôn lấp dưới đất Căn cứ vào bảng 1 ta thấy lượng bã thải của các công ty tương đối lớn, tổng cộng khoảng 1000 tấn mỗi năm. Trước đây các công ty này thường thuê các công ty dịch vụ về môi trường chuyên chở đi chôn lấp tại các lưu giữ chất thải ở khu vực Lam Sơn thuộc địa phận Sóc Sơn-Hà Nội. Tuy nhiên, thực tế cho thấy việc chôn lấp tại nơi quy định không được tuân thủ đầy đủ, vì để chạy theo lợi nhuận, một số công ty môi trường lại để trôi nổi ở nhiều nơi khác nhau để giảm các chi phí chôn lấp theo quy định. Qua khảo sát chúng tôi thấy hiện nay ở Việt Nam chỉ có Công ty Cổ phần Vật liệu và môi trường chuyên sử lý tận thu loại quý Ni, Cr còn tồn trong bã thải. Theo tính toán của công ty thu hồi trung bình được 36 kg Ni/1000kg bã thải tươi. Như vậy có thể thấy rằng với lượng bã thải lên đến 1000 tấn/năm thì công ty có thể tận thu được 36 tấn Ni/năm. Đây là con số tương đối thuyết phục về giá trị kinh tế cũng như hạn chế tối đa chất thải kim loại nặng phân tán vào môi trường. Hiện nay công ty cổ phần vật liệu và môi trường đang áp dụng công nghệ thu hồi niken của Phòng công nghệ kim loại thuộc Viện Khoa học vật liệu để xử lý và tái chế bã thải công nghiệp mạ điện và đã đạt được các kết quả rất khả quan. Tuy nhiên trong quy trình công nghệ này, có công đoạn chế tạo tấm màng niken để làm catôt mẫu cho quá trình điện phân thu hồi niken tiếp theo với các chế độ tương đối ngặt nghèo như sau: nồng độ trong giới hạn cho phép, nhiệt độ dung dịch ban đầu bắt buộc là 600C,… Mặc dầu vậy tỷ lệ hư hỏng vẫn còn tương đối cao, lên tới 20-25% tổng số tấm màng niken điều chế ra được để làm catôt mẫu. Bởi vậy nhiệm vụ của luận văn này sẽ tập trung nghiên cứu cách chế tạo màng niken sao cho hiệu quả cao nhất để trước tiên ứng dụng cho công ty Vật liệu và môi trường, sau nữa là có thể chế tạo thành tấm màng niken thương phẩm cung cấp cho các công ty chuyên sản xuất niken trong và ngoài nước bằng phương pháp điện phân dung dịch. Chế tạo catôt mẫu là khâu chuẩn bị quan trọng cho quá trình điện phân niken trong dung dịch muối niken sunphat. Trong thực tế catot mẫu được chế tạo bằng phương pháp kết tủa điện hóa niken trên tấm nhôm hoặc tấm titan (còn gọi là điện cực đế) từ dung dịch muối niken sunphat. Chất lượng của catot mẫu phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố môi trường điện phân như: mật độ dòng điện, tỷ lệ diện tích bề mặt giữa catôt và anôt, độ pH, nồng độ và độ sạch của dung dịch, hệ thống tuần hoàn và xử lý làm sạch dung dịch... Xuất phát từ điều kiện thực tế là dung dịch điện phân sử dụng được chuẩn bị từ bã thải mạ niken và thiết bị điện phân lại không được bố trí màng ngăn cũng như hệ thống tuần hoàn làm sạch dung dịch nên ảnh hưởng không lợi của tạp chất tới chất lượng (độ sạch, cơ lý tính) của lớp niken kết tủa trên catot là không tránh khỏi. Trong dung dịch điện phân niken, các tạp chất có thể tồn tại dưới dạng hoặc không tan như C, Si,... và ion của các kim loại khác như Fe, Cu, Co,... Trong quá trình điện phân, tùy thuộc vào chế độ công nghệ lựa chọn, hàm lượng cũng như bản chất hóa - lý và điện hóa của các tạp chất hòa tan mà chúng có những hành vi khác nhau. Trong số đó, một số tạp chất có thế điện cực tiêu chuẩn dương hơn hoặc xấp xỉ so với niken có thể cùng phóng điện với niken làm giảm độ sạch của niken điện phân. Một số khác lại thực hiện các quá trình hóa - lý, chẳng hạn như kết tủa ra các hợp chất không tan tùy thuộc vào độ pH của dung dịch điện phân. Các tạp chất không tan có thể lẫn cơ học vào lớp niken kết tủa làm giảm độ sạch và gây ảnh hưởng xấu tới cơ - lý tính của nó. Như vậy có thể bước đầu nhận định rằng độ sạch cũng như các tính chất hóa - lý khác của dung dịch điện phân có ảnh hưởng đáng kể tới chất lượng của niken catôt. Ngày nay, trong điện phân niken, người ta thường sử dụng dung dịch hỗn hợp nhằm nâng cao tính dẫn điện của dung dịch và cải thiện tổ chức của kim loại kết tủa trên catôt [17]. Từ thực tế nêu trên, trong khuôn khổ luận văn này sẽ tập trung nghiên cứu ảnh hưởng của một số thông số công nghệ chính đến sự bong nứt của lớp niken hình thành trên catot titan và giải pháp khắc phục như: ảnh hưởng tạp chất, ảnh hưởng của nhiệt độ, độ pH, tỷ lệ diện tích bề mặt anot và catot... Yêu cầu chất lượng tấm màng niken đạt được là độ dày lớn hơn 0,25mm, phẳng, mịn và độ sạch trên 99% để có thể dùng làm catot mẫu cho quá trình điện phân niken. Chương 1-TỔNG QUAN Sự điện phân Sự truyền điện qua dung dịch chứa chất điện giải kèm theo phản ứng oxy hoá khử trên bề mặt điện cực làm phân huỷ vật chất, gọi là quá trình điện phân. + - Catot Cu Anot Cu Việc biến hoá năng lượng điện cùng với các phản ứng điện hoá xảy ra trên bề mặt điện cực phụ thuộc nhiều yếu tố. Trong dung dịch nước thường chứa nhiều loại ion khác, quá trình điện cực rất phức tạp. Muốn có sản phẩm điện phân theo ý muốn cần phải nghiên cứu kỹ quá trình điện cực, bình thường người ta dựa trên phương pháp xây dựng đường cong phân cực. Hình 1.1: Sơ đồ điện phân dung dịch CuCl2, hai thanh điện cực bằng đồng Khi điện phân dung dịch muối mà cation của muối đó có điện thế cân bằng dương hơn của hydro còn anion của muối đó có thế điện cực cân bằng dương hơn của oxy trong cùng một dung dịch đó, ví dụ như dung dịch CuCl2 (hình 1.1). Trong bình điện phân nhúng hai thanh đồng làm điện cực, khi chưa phân cực thì quá trình xảy ra là quá trình cân bằng động . Điện thế anot và catot sẽ như nhau và bằng điện thế điện cực cân bằng . Khi có dòng điện một chiều chạy qua điện thế anot sẽ chuyển về phía dương hơn, điện thế catot sẽ chuyển về phía âm hơn. Ta gọi đó là sự phân cực. Hình 1.2: Đường cong phân cực điện phân dung dịch CuCl2 Vì điện thế điện cực chuyển khỏi vị trí cân bằng nên trên điện cực xảy ra hiện tượng ở catot cation đồng bị khử, còn trên anot anion đồng bị oxy hóa, các cation đồng bị chuyển vào dung dịch, ta gọi đó là hiện tượng dương cực tan. Dưới tác dụng của điện trường và do khuếch tán các ion chuyển động đến điện cực, lúc đó mạch điện chia ra làm hai phần: Dây dẫn loại 1: Do chuyển động của điện tử bao quanh điện cực và nguồn điện. Dây dẫn loại 2: Do chuyển động của ion trong dung dịch (dung dịch chất điện giải). Trên catot xảy ra phản ứng khử (cation nhận điện tử), trên anot xảy ra phản ứng oxy hoá (giải phóng điện tử). Trên catot Cu2+ phóng điện còn Cl- chuyển đi nên nồng độ muối CuCl2 ở catot ít nghèo đi. Ở anot đồng hoà tan thành Cu2+ và Cl- chuyển đến nên nồng độ CuCl2 tăng lên. Xét đường cong phân cực ở hình 2: Khi không có dòng điện đi qua, điện thế anot bằng điện thế catot và bằng . Khi đóng mạch, điện thế anot là , điện thế catot là . Cường độ dòng điện Ia bằng cường độ dòng Ik vì hai điện cực mắc nối tiếp I = Ia = Ik. và có thể bằng nhau, có thể không bằng nhau tuỳ thuộc vào độ dốc của đường cong phân cực anot, catot. Điện thế chung của hệ: (1.1) U1 là điện thế rơi trong chất điện giải. Dưới đây là ví dụ đường cong phân cực điện phân dung dịch Na2SO4 (hình 1.3). Nhìn đường cong phân cực ta có thể thấy rằng: Điện thế cân bằng của Hydro dương hơn natri còn anion thì điện thế cân bằng của oxy âm hơn của SO42-. Từ đó ta thấy ngay rằng ở catot điện thế phóng điện của hydro dương hơn của natri nên H+ dễ dàng thu điện tử trở thành H2, còn Na+ có điện thế điện cực âm và nó chỉ phóng điện khi quá thế của hydro trên điện cực rất lớn. Hình 1.3: Đường cong phân cực điện phân dung dịch Na2SO4 Ở anot điện thế phóng điện của oxy âm hơn nên OH- phóng điện. Để SO42- phóng điện thì điện thế đặt vào phải dương hơn rất nhiều nên trong điều kiện bình thường phản ứng oxy hoá: (1.2) Khi dùng hai điện cực platin đặt vào hệ thống điện thế bé hơn thì không xảy ra phản ứng trên điện cực, còn nếu điện thế đặt vào lớn hơn thì phản ứng điện cực lại xảy ra. (1.3) Nếu như điện thế bên ngoài đặt vào là U thì dòng điện chạy qua sẽ là I = Ia = Ic. Nếu độ dốc của đường hydro khác đi do phân cực catot lớn (đường chấm chấm) thì hiệu điện thế đặt vào có thể phải thay đổi có giá trị là U’. Như vậy có thể kết luận cuối cùng rằng: Khi tiến hành quá trình điện phân catot cation nào đó điện thế dương hơn sẽ phóng điện trước, còn tại anot anion nào đó có điện thế âm hơn sẽ phóng điện trước. Đây cũng là kết luận vô cùng quan trọng để người ta bằng cách nào đó có thể điều khiển quá trình điện phân để có thu được sản phẩm mong muốn. Đại lượng quá thế O2, H2 Căn cứ vào lý thuyết của quá trình điện phân [8] đại lượng được các nhà nghiên cứu quan tâm kỹ lưỡng là giá trị quá thế Dj = ji - jcb của một cấu tử nào đó có mặt trong quá trình phản ứng điện hoá. Ở đây ta cần quan tâm đến đại lượng quá thế của hydro và oxy. Đại lượng này bị ảnh hưởng bởi rất nhiều yếu tố, trong đó quan trọng nhất là các yếu tố nhiệt độ, mật độ dòng điện, độ pH của dung dịch điện phân. Còn bản thân nó lại quyết định các điều kiện xảy ra các phản ứng phóng điện của các ion hydro H+, kim loại Men+ (ở cực âm), của anion hydroxyt OH-, tức là quyết định đến sự ổn định của quá trình này. Kết quả nghiên cứu cho hay rằng, ở mật độ dòng điện đã cho, quá thế oxy thay đổi theo thời gian. Đối với kim loại niken sự thay đổi này tương đối đột ngột. Đường quá thế oxy phụ thuộc vào mật độ dòng điện (đường h - lgi) cũng tuân theo công thức Tafel, nhưng trên đường biểu diễn thường có điểm gãy, phản ánh sự thay đổi quá trình động học. Các nghiên cứu thực nghiệm cho thấy quá thế của oxy (và của cả hidro) phụ thuộc vào mật độ dòng, bản chất của chất làm điện cực, trạng thái bề mặt của nó, thành phần của dung dịch. Về mặt định lượng, sự phụ thuộc này được biểu diễn bằng phương trình Tafel: h = a + b.lgi (1.4) Trong đó a và b là những hằng số phụ thuộc vào bản chất của điện cực và trạng thái bề mặt của nó. Đối với quá thế của hydro trên điện cực niken: a = 0,63; b = 0,11. Hình 1.4: Sự phụ thuộc của quá thế oxy vào mật độ dòng điện trên catot niken 1 và chì 2 Nhiều số liệu thực nghiệm cho biết rằng trong khoảng mật độ dòng điện trung bình (khoảng 10-3 A/cm2) quá thế oxi trong dung dịch tăng theo thứ tự các kim loại sau: Co, Fe, Ni, Cd, Pb, Pd, Au, Pt. Tác nhân thứ hai có ảnh hưởng lớn và có tính quyết định đến quá thế là quá trình phóng điện của oxy và hydro : Theo lý thuyết Nernst phương trình thế điện cực được xác định. Với kim loại: j(Me/MeZ+) = j0(Me) + (RT/zF)lnC(Mez+) (1.5) Với H2: (1.6) Đặt lnC (H+) = -pH ta có: j(H2/H+) = - 0,059pH - 0,0295. (1.7) Tương tự ta có: j(OH-/O2) = 1,23 - 0,059pH + 0,0295lgP1/2(O2) (1.8) Từ (13) và (14) ta thấy j(H2), j(O2) phụ thuộc tuyến tính vào pH, trong khi đó j(Me) theo (1.8) hầu như không phụ thuộc vào pH. Thực ra pH có ảnh hưởng rất lớn tới j(Me) nhưng không trực tiếp, và nó được biểu diễn thông qua các biểu đồ Pourbaix về mối quan hệ này. Để xét mối quan hệ tổng quát của thế điện cực kim loại, oxi, hiđro với pH, có thể khảo sát giản đồ trên hình 1.5. Trên cơ sở đường a-a' của phản ứng: (1.9) và đường b-b' của phản ứng: 4OH- - 4e = 2H2O + O2 (1.10) Người ta chia giản đồ hình 1.5 ra ba vùng như sau: Vùng I: Bao gồm các kim loại có thế điện cực cân bằng âm hơn H2 (jMeo <0), từ kim loại kiềm đến Fe. Các kim loại kiềm tác dụng với H2O trong toàn miền pH. Còn Al và Mg chỉ tác dụng với H2O trong miền pH mà ở đó chưa tạo nên các màng oxit bền chắc che phủ bảo vệ nó. Các kim loại nhóm này có thể kết tủa điện hoá từ dung dịch nước với điều kiện pH nằm trong khoảng từ 0 đến 5 vì ở pH từ 5 đến 7 (miền gạch chéo) tạo các hiđroxit kim loại ổn định. Tất nhiên là quá trình kết tủa kim loại catôt của nhóm này chỉ xảy ra với các kim loại có quá thế hydro trên nó đủ lớn. Mặc dù vậy, trong thực tế, kim loại kiềm, Al, Mg không thể kết tủa catôt từ dung dịch nước. Hình 1.5- Giản đồ trạng thái cân bằng j -pH Vùng II: Nằm giữa đường a-a' và b-b', gồm các kim loại kém tác dụng với ion OH-. Ở pH = 0 ® 5, thế điện cực của nhóm các kim loại Pb, Sn, Co, Ni, Cd có thế điện cực nhỏ hơn 0, có điều kiện giống như các kim loại ở vùng 1. Tuy nhiên quá thế hiđro lại phụ thuộc vào pH nên khi pH tăng, j(H2) giảm (xem đường a-a'), nên thế điện cực của các kim loại này có thể có cơ hội dương hơn j(H2). Mặt khác, quá thế điện cực của H2 trên các kim loại nhóm này có giá trị đủ lớn nên các kim loại này có thể phóng điện ngay cả ở pH = 1 mà không có sự cùng phóng điện đáng kể của H2. Các kim loại dương tính hơn (j>0) như Cu, Bi... đương nhiên có thể phóng điện tốt trong môi trường axit (pH » 1). Vùng III: Nằm phía trên đường b-b' gồm các kim loại Hg, Pt, Ir, Ru, Rh, Au... Trong số các kim loại dương tính này, các kim loại có (jMeo 1,237V (nằm trên điểm b), khi phân cực anôt không tạo được các cation kim loại, mà trên mặt anôt chỉ xảy ra quá trình oxi hoá điện hoá của nước, của OH- và các anion khác (anion của các halogen chẳng hạn). Như vậy, căn cứ vào biểu đồ quá thế của hydro và ôxy trên hình 1.5 ta thấy các quá trình điện phân ở dung dịch nước chỉ thuận lợi đối với các kim loại có quá thế cao hơn của hydro, đó là các kim loại như Au, Ag, Cu, As, Bi, Sb…. và một số kim loại với điều kiện pH dung dịch trong khoảng 4,5 ¸ 7 như Sn, Pb, Ni, Co, Cd. Quá trình kết tủa kim loại ở catot Lớp kết tủa kim loại từ dung dịch nước thường yêu cầu đạt lớp kết tủa đều, mịn dày sít. Song trong thực tế kỹ thuật lớp kết tủa lại có nhiều dạng khác nhau. Lớp kết tủa Ag trong dung dịch AgNO3 + HNO3 ứng với giá trị Dk khá nhỏ, lớp kết tủa tập trung dạng bột, bở, không liên kết. Ngược lại, kết tủa chì trong dung dịch HNO3 và CH3COOH kết tủa hạt to và thô, liên kết bền. Rất nhiều kim loại nhận được lớp kết tủa dày đặc tinh thể thường phát triển vuông góc với bề mặt điện cực catot: Sự liên kết của kết tủa phụ thuộc vào bản chất kim loại và điều kiện điện phân với kích thước hạt rất khác nhau. Lớp kết tủa thô, to rất thuận lợi cho quá trình sản xuất không tinh khiết. Dạng kết tủa này bề mặt giới hạn riêng của 1cm3 kim loại kết tủa nhỏ hơn dạng kết tủa mịn, nhỏ. Độ xốp cũng bé, chứa ít tạp chất trong lỗ xốp hơn. Trong công nghệ tinh chế kim loại dạng kết tủa thô to đảm bảo chất lượng kết tủa có độ tinh khiết cao. Còn điện phân một số kim loại ở mật độ dòng điện giới hạn kết tủa kim loại dạng sa thạch, bột bở thường lẫn nhiều tạp chất. Nhiều hiện tượng kết tủa kim loại ở điện cực catot có tuân theo một quy luật nhất định: Tốc độ phóng điện của các ion kim loại càng chậm, hoặc phân cực điện cực ứng với mật độ dòng điện xác định càng lớn thì kim loại kết tủa nhận được mịn, nhỏ, sít đều. Ngược lại, tốc độ phóng điện của các ion kim loại càng nhanh hoặc phân cực ứng với mật độ dòng điện xác định càng bé thì kết tủa kim loại nhận được to, thô. Quá trình kết tủa kim loại hình thành theo thứ tự là: Tạo nên trung tâm tinh thể gọi là mầm. Phát triển tinh thể từ mầm gọi là quá trình phát triển mầm. Ở đây cần phân biệt với quá trình kết tinh của hợp chất hoá học từ dung dịch quá bão hoà của một nhóm phân tử có năng lượng dự trữ đầy đủ về năng lượng động học dẫn đến tạo nên pha mới-các phần tử tinh thể gồm một nhóm các phân tử liên kết lại. Các tinh thể hình thành liên tục và mất đi các phân tử mới sinh ra. Mức năng lượng chung của các phân tử nằm trong tinh thể kết tinh nhỏ hơn năng lượng chung của chính số phân tử ấy. Song các phần tử kết tinh chỉ có thể bảo toàn trong trường hợp nếu tăng năng lượng hoạt động của quá trình ngược lại quá trình hoà tan cho từng phần tử, từng ion tinh thể sẽ cao hơn năng lượng hoạt động tách các phân tử ra khỏi dung dịch tạo nên mầm tinh thể trên bề mặt phân chia pha. Các phân tử tinh thể được bảo toàn trong trường hợp này sẽ được hình thành, có đầy đủ năng lượng động học cao. Số phân tử càng lớn trong phân tử kết tinh thì mức năng lượng trung bình của các phân tử càng thấp, năng lượng hoạt động ngược với hoà an càng cao. Chính vì vậy các phần tử kết tinh bao gồm số lượng phân tử cực tiểu, tồn tại trong điều kiện ổn định đã cho, và chỉ trong trường hợp này không xảy ra quá trình ngược lại bằng sự hoà tan. Lượng vật chất có trong dung dịch, sinh ra mầm tinh thể phải thực hiện công sinh ra pha thể tích mới: công Atạo mầm; bề mặt phân chia hai pha: tinh thể và dung dịch. (1.11) Trong đó: : Sức căng bề mặt pha rắn. C: Nồng độ dung dịch bão hoà trên mầm. Cs: Nồng độ dung dịch bão hoà trên bề mặt tinh thể. d: Mật độ pha mới. M: Phân tử lượng. T: Nhiệt độ. R: Hằng số khí. 6: Cấu trúc tinh thể lập phương (sáu mặt). Còn quá trình kết tủa kim loại, các ion phóng điện ở lớp điện tích kép, tinh thể được tạo nên trên bề mặt phân chia hai pha. Các tinh thể thường là đơn phân tử hoặc lớp đơn ion. Công tạo nên lớp đơn phân tử tinh thể: (1.12) Trong đó: x: Năng lượng tiếp xúc. h: Chiều cao của mầm. Khi quan sát hiện tượng tạo mầm tinh thể trên điện cực cần phân biệt hai trường hợp: Khi tiến hành phóng điện của các ion ở vùng động học điện hoá thì tốc độ chuyển động của các ion không hạn chế tốc độ phóng điện của chúng. Còn khi tiến hành phón điện của các ion ở vùng động học khuếch tán, trong trường hợp này tốc độ phóng điện vượt quá tốc độ chuyển động của các ion. Vậy ở trường hợp 1: Lượng mầm tinh thể sinh ra nhỏ hơn nên lớp kết tủa sít, dày đặc, thô. Còn trường hợp hai, số lượng mầm tạo lớn hơn tốc độ phát triển mầm, tinh thể sinh ra từ mầm tinh thể nên lớp kết tủa nhỏ, mịn, xốp hơn. Cũng tương tự như vậy, cần phân biệt sự tạo mầm tinh thể trên điện cực. Khi kim loại catot cùng thành phần, bản chất với kim loại kết tủa, và kim loại catot khác với thành phần và bản chất với kim loại kết tủa. Ở trường hợp sau, khi nghiên cứu đường cong điện thế-thời gian của quá trình kết tủa kim loại đồng lên điện cực Pt, có quan hệ như hình 1.6. Hình 1.6: Sự phụ thuộc điện thế-thời gian quá trình kết tủa đồng trên điện cực Pt. Hình 1.6 cho thấy rõ ràng là: Điện thế điện cực Pt/CuSO4 từ giá trị khá dương dịch chuyển đến giá trị âm. Vì lúc đầu lượng điện đưa vào dùng để nạp điện bề mặt điện cực và khi ấy điện thế sẽ chuyển về phía âm đạt đến giá trị quá thế ban đầu đủ để tạo mầm tinh thể để các ion kim loại bắt đầu phóng điện và các trung tâm kết tinh xuất hiện (mầm). Sự phát triển mầm tinh thể (từ các mầm) có thể tiến hành ở quá thế nhỏ hơn, quá thể giảm, điện thế điện cực chuyển về phía dương . Đây là trường hợp cụ thể của quá thế khi tiến hành phóng điện của một ion kim loại này lên bề mặt điện cực của kim loại khác. Quá thế xuất hiện do năng lượng bề mặt khác nhau của từng kim loại, có thông số mạng khác nhau giữa kim loại kết tủa và kim loại nền (điện cực). Hiện tượng này còn có thể nhận thấy nhiều kim loại khác, thậm chí đối với kim loại kết tủa nó có khuynh hướng tạo nên hợp chất hoá học trên bề mặt catot đồng. Ví dụ: Khi phân cực catot khá lớn, kết tủa kim loại Sb lên catot tạo nên hợp chất khá lớn, kết tủa kim loại Sb lên catot tạo nên hợp chất hoá học Cu3As, Cu5As. Điện thế phóng điện As3+ lên điện cựcAs với nhiệt độ dung dịch 250C và 500C ứng với khoảng điện thế 0,25-0,23V. Còn lên điện cực Cu với nhiệt độ như trên ứng với khoảng điện thế 0,5-0,4V (dung dịch: 100 g/l H2SO4, 7g/l As3+). Tiếp theo ta tìm hiều xem mầm tinh thể sinh ra ở đâu trên b