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Galvanotecnica. Esperimenti chimici

Esperienze divertenti a casa / Esperimenti di chimica per bambini

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dopo anodizzazione dell'alluminio sarà naturale passare ai successivi esperimenti elettrochimici, visto che c'è un bagno elettrolitico, una sorgente di corrente e una chiave con un reostato a portata di mano. In questi esperimenti estraiamo il metallo dalla soluzione e lo applichiamo alla superficie. Questo processo è chiamato galvanica e i rivestimenti sono chiamati galvanica. A proposito, l'anodizzazione dell'alluminio si riferisce anche alla galvanica.

Innanzitutto, impareremo come applicare il rame su una superficie in acciaio. La placcatura in rame è molto comune nell'industria, e non solo come processo indipendente, ma anche (forse anche più spesso) come operazione preparatoria prima del rivestimento con altri film più durevoli ed eleganti: cromo, nichel, argento. Il motivo è che il rame, correttamente depositato, aderisce molto fortemente all'acciaio e ne uniforma rugosità e difetti superficiali, mentre altri metalli, a loro volta, sono ben depositati sul film di rame. Sembrerebbe che tutto sia semplice: ho trattato la parte in acciaio con una soluzione di solfato di rame, il ferro più attivo ha spostato il rame dalla soluzione e si è depositato sulla superficie. In effetti, sarà così (puoi verificare immergendo un'unghia pulita in una soluzione di CuSO₄). Ma lo strato di rame sulla superficie è molto allentato: è facile pulirlo anche con uno straccio. E con l'elaborazione elettrochimica, lo strato di rame è liscio e resistente.

Ecco un metodo di placcatura in rame molto semplice. Rimuovere l'isolamento da un'estremità del filo a trefolo morbido e strofinare i sottili fili di rame per creare una "spazzola". Per comodità, legalo a un bastoncino di legno o a una matita e collega l'altra estremità del filo al polo positivo della batteria di una torcia. L'elettrolita - una soluzione concentrata di solfato di rame, preferibilmente leggermente acidificato - viene versato in un'ampia bottiglia, nella quale sarà conveniente immergere il "pennello".

Preparare una piastra di acciaio o un altro piccolo oggetto, preferibilmente con una superficie piana. Pulirlo con una tela smeriglio fine e sgrassarlo facendolo bollire in una soluzione di soda da bucato. Metti la piastra in un bagno o in una cuvetta e collegala con un filo al polo negativo della batteria. Il circuito è assemblato, resta solo da introdurre l'elettrolita.

Immergere il "pennello" nella soluzione di vetriolo blu e farlo scorrere lungo il piatto, facendo attenzione a non toccarne la superficie; lavorare in modo che ci sia sempre uno strato di elettrolita tra la piastra e la spazzola. Il cablaggio deve essere sempre inumidito con la soluzione. Davanti agli occhi, il piatto sarà ricoperto da uno strato rosso di rame metallico. Ci vogliono alcuni minuti per elaborare una piccola parte. Se la superficie è maggiore, sarà necessario non solo più tempo, ma anche una batteria aggiuntiva; collegarlo con il primo in parallelo. Quando il rivestimento è stato applicato, asciugare all'aria la parte e lucidare lo strato di rame opaco con uno straccio di lana o di stoffa.

A proposito, questo esperimento può essere fatto sia con lastre di alluminio che zincate. Tale processo, in cui la parte non viene abbassata nel bagno elettrolitico, ma viene lavorata all'esterno in piccole aree, aggiungendo continuamente elettrolita, viene talvolta utilizzata nella pratica, soprattutto nei casi in cui la parte è così grande che non è possibile trovare un bagno adatto per questo. Ad esempio, quando devi rivestire la pelle di una nave oceanica...

Tuttavia, se le parti sono piccole, di solito sono ancora immerse in un bagno elettrolitico: questo è più veloce e più conveniente. Così si fa quando si nichela l'acciaio, o, più precisamente, prima della nichelatura, perché in questo caso è impossibile fare a meno della ramatura preliminare.

L'oggetto metallico che decidi di ricoprire di nichel (sia un rubinetto dell'acqua o una targa della porta), lavora come al solito con carta vetrata per rimuovere la pellicola di ossido, pulisci con una spazzola, risciacqua abbondantemente con acqua, sgrassa in una soluzione di soda calda e risciacquare ancora. In un barattolo o in un bicchiere, abbassare sui fili (preferibilmente di rame) due lastre di rame - anodi. Tra di loro, appendi l'oggetto a un filo (ti ricordiamo che è più comodo avvolgere tutti questi fili attorno a una matita e metterla sui bordi del barattolo). Quei fili che provengono da lastre di rame, si collegano tra loro e si collegano al polo positivo della sorgente di corrente, e la parte al negativo; inserire nel circuito un reostato o resistenza radio da 200-300 ohm per regolare la corrente, ed un milliamperometro (tester). Sorgente CC: due o tre batterie per torce collegate in parallelo o una batteria con una tensione non superiore a 6 V.

Soluzione elettrolitica - 20 g di solfato di rame e 2-3 ml di acido solforico per 100 ml di acqua - versare in un bicchiere, la soluzione deve coprire completamente gli elettrodi. Utilizzando un reostato o selezionando le resistenze, impostare la corrente da 10 a 15 mA per centimetro quadrato della superficie della parte. Dopo circa venti minuti, spegni la corrente e rimuovi la parte: è ricoperta da un sottile strato di rame. Non versare l'elettrolita di placcatura in rame, tornerà comunque utile.

Il prossimo è la nichelatura. Preparare un nuovo elettrolita (30 g di solfato di nichel, 3,5 g di cloruro di nichel e 3 g di acido borico per 100 ml di acqua) e versare questo elettrolita in un altro bicchiere. La nichelatura richiede elettrodi di nichel. Immergili nell'elettrolita, monta il circuito come con la placcatura in rame e accendi la corrente, sempre per una ventina di minuti. Rimuovere l'oggetto, sciacquarlo e asciugarlo. È ricoperto da uno strato grigio opaco di nichel. Affinché il rivestimento acquisisca la sua solita lucentezza, deve essere lucidato.

L'elettrolita per la cromatura di solito contiene acido cromico. Ma dal momento che probabilmente non hai questo acido, ricorriamo a una soluzione alternativa.

Hai già ricevuto il pigmento cromo verde. Se non hai messo quell'esperienza, tieni presente che il verde cromato è venduto nei negozi. Fondere l'ossido di cromo con la soda nell'aria, ad es. riscaldare la miscela in una lattina di metallo pulita. Hai il cromato di sodio Na₂CrO₄. Scioglierlo in acqua, filtrare e acidificare con acido solforico; la cromatura può essere effettuata in questa soluzione. Naturalmente, se hai il cromato di sodio pronto, non è necessario cuocerlo.

Un piccolo oggetto che andrete a cromare, lavorate come di consueto con carta vetrata, sgrassate, decapate con una soluzione acida debole e risciacquate. Sarà il catodo, collegalo al polo negativo della sorgente di corrente. L'anodo è inerte, ad esempio grafite. Smonta la vecchia batteria e rimuovi l'asta di grafite da essa.

Per ottenere abbastanza corrente per la cromatura, è necessario prendere una batteria o più batterie per una torcia. Scegli tu stesso l'ora dell'esperimento e la corrente richiesta. Al termine dell'elettrolisi, rimuovere la parte dall'elettrolita, sciacquarla accuratamente e lucidarla a specchio con un panno con polvere di dentifricio.

Autore: Olgin O.M.

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