Kupferabscheidung auf nichtmetallischen Gegenständen

Guten Tag! In diesem Artikel betrachten wir den Prozess der elektrochemischen Abscheidung von Kupfer auf leitenden Oberflächen und versuchen auch, eine Walnuss mit einer Kupferschicht zu überziehen.

Wird benötigt

Für das Experiment benötigen wir also:

• Ein nichtmetallischer Behälter – ein Becher oder ein normales Tablett, in dem der Ablagerungsprozess stattfindet;
  
• Wasser, vorzugsweise gereinigt;
  
• Kupfersulfat (in Gartengeschäften erhältlich);
  
• Saurer Elektrolyt für Batterien (in Autowerkstätten);
  
• Ladegerät 5 Volt, 0,3 Ampere;
  
• 1 kOhm- und 220 Ohm-Widerstände zur Begrenzung des zugeführten Stroms;
  
• Kupferelektrode.

Versuche es auf Metall

Gießen Sie 100 Gramm Vitriol in einen Behälter, gießen Sie einen halben Liter Wasser hinein und fügen Sie 70 Gramm Säureelektrolyt hinzu.

Mischen und durch einen Trichter und ein Wattepad filtern.

Installieren und befestigen Sie die Kupferelektrode:

Daran wird die Plus-Stromversorgung vom Laden angeschlossen. Wir machen drei Abgriffe vom Minus: An den ersten löten wir einen 1-kOhm-Widerstand und an den zweiten einen 220-Ohm-Widerstand.

Auf diese Weise können wir den zugeführten Strom bequem regulieren.
Wenn Sie das Ladegerät einschalten, beginnt ein chemischer Prozess namens Elektroabscheidung.Unter dem Einfluss von elektrischem Strom werden Kupferatome am positiven Kontakt oxidiert und im Elektrolyten gelöst und dann am negativen Kontakt abgeschieden. Der Strom der Stromquelle wird mit 1 Ampere pro 100 cm² zu beschichtender Oberfläche gewählt.

Erfahrung

Lassen Sie uns zunächst einen normalen Eisennagel mit Kupfer beschichten. Abdeckungsbereich – 10 cm².
Mit Schleifpapier reinigen:

Wir verbinden es über einen 1-kOhm-Widerstand mit dem Minuspol der Stromversorgung und senken es in die Lösung. Nehmen Sie es nach 30 Sekunden heraus und wischen Sie es mit einem Wattepad ab. Dadurch stellte sich heraus, dass die Schicht ziemlich locker war und gelöscht wurde.

Versuchen wir nun, eine wirklich haltbare Beschichtung zu schaffen. Dazu reinigen wir den Nagel, verbinden ihn über einen 220-Ohm-Widerstand und senken ihn 10-15 Sekunden lang in die Lösung. Dann ändern wir den Widerstand auf 1 kOhm und lassen es eine halbe Stunde lang stehen. Folgendes ist passiert:

Diesmal erwies sich die Beschichtung als langlebig und hinterließ keinerlei Spuren auf der Scheibe.
Nach dem Schleifen bedeckte noch eine kleine Menge Kupfer den Nagel.

Versuchen wir, einen Bleikuchen mit Kupfer zu beschichten. Wenn Sie es über einen Widerstand anschließen, ist das Ergebnis selbst nach einigen Minuten vernachlässigbar.

Aber sobald man es direkt anschließt, ist der Kuchen innerhalb einer Minute vollständig mit Kupfer bedeckt.

Ist der Abdeckungsbereich zu klein, kann es zu starker Verdunkelung kommen:

Dieses Phänomen nennt man Kohlenstoffablagerungen und ist darauf zurückzuführen, dass zu viel Strom über eine bestimmte Oberfläche fließt.

Beschichten einer Kupfermutter

Wir haben die Metalle herausgefunden, aber was ist mit Dielektrika? Sie leiten keinen Strom und die Reaktion startet einfach nicht. Aber es gibt einen Ausweg: Wir müssen unser Objekt mit leitfähigem Material abdecken. Für Letzteres eignet sich hervorragend Graphit, aus dem Minen für einfache Bleistifte hergestellt werden.

Nehmen Sie den weichsten Bleistift.Weiche Stifte sind mit dem Buchstaben „B“ gekennzeichnet und die Zahl am Anfang gibt den Grad der Weichheit an. Ein harter Bleistift eignet sich besser für feine Details. Lasst uns unsere Nuss färben.


Das Auftragen von Graphit mit dieser Methode ist eine sehr mühsame Aufgabe, daher verkaufen Baumärkte ein spezielles Graphitspray. Er wird diese Aufgabe viel schneller bewältigen.
Nach dem Lackieren bohren wir manuell mit einem Bohrer ein Loch für den „Zweig“. Gießen Sie Sekundenkleber hinein, verschließen Sie es mit dickem Kupferdraht und füllen Sie es mit Graphitpulver, das nach dem Dekorieren der Nuss übrig geblieben ist.

Wir verbinden den Minusstrom über einen 1-kOhm-Widerstand mit dem Kabel. Zu diesem Zeitpunkt sollten Sie keinen großen Strom anlegen, da sonst die Kupferschicht locker wird, was nicht gut ist. Nach einer halben Stunde ist die Mutter leicht mit Kupfer überzogen und der Widerstand kann auf 220 Ohm reduziert werden.

Nach einiger Zeit wird sich das Kupferwachstum verlangsamen und der Widerstand muss weiter verringert werden
Dazu verwenden wir einen Holzblock und einen Nichromfaden, der wie eine Schlange entlang seiner Kanten auf Schrauben aufgefädelt ist.

Den Widerstand stellen wir auf 70 Ohm ein.
Wenn das Kupfer die Mutter vollständig bedeckt, stellen Sie den Wert des improvisierten Widerstands auf 5 Ohm ein und lassen Sie die Mutter weitere fünf Stunden lang stehen, um eine dicke und gleichmäßige Beschichtung zu erhalten.
Während dieser Zeit war die Kupferelektrode stark erschöpft.

All dieses Kupfer setzte sich auf unserer Nuss ab und bildete eine raue Schicht.

Am Ende des Prozesses nahm die Nuss spürbar an Gewicht zu.

Behandlung

Um der Kupferoberfläche einen schönen Glanz zu verleihen, überziehen wir sie mit einer Patina und polieren sie anschließend.
Dazu benötigen wir:

• Ammoniak, auch Ammoniaklösung genannt;
  
• Schwefelbombe (erhältlich in Gartengeschäften);
  
• Chemisches oder Einwegglas;
  
• Feinkörniges Schleifpapier.

Gießen Sie etwas Ammoniak in ein Glas und zerbröckeln Sie etwas Schwefel.Platzieren Sie die Mutter dort, wie auf dem Foto gezeigt.

Das Glas muss mit etwas abgedeckt werden, denn bei der Reaktion wird Schwefelwasserstoff freigesetzt – ein Gas mit stechendem Geruch. Nach 20 Minuten ist die Nuss stark nachgedunkelt, wir nehmen sie aus dem Glas. Wir beißen den „Zweig“ ab und biegen das Ende mit einer Zange zu einer Schlaufe.

Es bleibt nur noch das Polieren der Mutter mit nassem, geriebenem Schleifpapier.
Wir fädeln die Kette durch die Schlaufe und fertig – das Produkt ist fertig!

Und das ist alles für mich. Viel Spaß beim Experimentieren!

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