Εναπόθεση χαλκού σε μη μεταλλικά αντικείμενα
Καλό απόγευμα Σε αυτό το άρθρο θα εξετάσουμε τη διαδικασία της ηλεκτροχημικής εναπόθεσης χαλκού σε αγώγιμες επιφάνειες και επίσης θα προσπαθήσουμε να επικαλύψουμε ένα καρύδι με ένα στρώμα χαλκού.
Έτσι, για το πείραμα θα χρειαστούμε:
Ρίξτε 100 γραμμάρια βιτριόλης σε ένα δοχείο, ρίξτε μισό λίτρο νερό και προσθέστε 70 γραμμάρια όξινου ηλεκτρολύτη.
Ανακατεύουμε και φιλτράρουμε μέσα από ένα χωνί και βαμβάκι.
Τοποθετήστε και ασφαλίστε το ηλεκτρόδιο χαλκού:
Το συν τροφοδοτικό από τη φόρτιση θα συνδεθεί σε αυτό. Κάνουμε τρεις βρύσες από το μείον: κολλάμε μια αντίσταση 1 kOhm στην πρώτη και μια αντίσταση 220 Ohm στη δεύτερη.
Με αυτόν τον τρόπο μπορούμε να ρυθμίσουμε άνετα το παρεχόμενο ρεύμα.
Όταν ενεργοποιήσετε τον φορτιστή, θα ξεκινήσει μια χημική διαδικασία που ονομάζεται ηλεκτροαπόθεση.Υπό την επίδραση του ηλεκτρικού ρεύματος, τα άτομα χαλκού στη θετική επαφή οξειδώνονται και διαλύονται στον ηλεκτρολύτη και στη συνέχεια εναποτίθενται στον αρνητικό. Το ρεύμα της πηγής ισχύος επιλέγεται με ρυθμό 1 Ampere ανά 100 cm² επιφάνειας που πρόκειται να επικαλυφθεί.
Αρχικά, ας επικαλύψουμε ένα κανονικό σιδερένιο καρφί με χαλκό. Περιοχή κάλυψης – 10 cm².
Καθαρίστε με γυαλόχαρτο:
Το συνδέουμε στο αρνητικό τροφοδοσίας μέσω μιας αντίστασης 1 kOhm και το χαμηλώνουμε στο διάλυμα. Μετά από 30 δευτερόλεπτα, αφαιρέστε το και σκουπίστε το με ένα βαμβάκι. Ως αποτέλεσμα, το στρώμα αποδείχθηκε αρκετά χαλαρό και σβησμένο.
Τώρα ας προσπαθήσουμε να δημιουργήσουμε μια πραγματικά ανθεκτική επίστρωση. Για να γίνει αυτό, καθαρίζουμε το καρφί και το συνδέουμε μέσω μιας αντίστασης 220 Ohm, το χαμηλώνουμε στο διάλυμα για 10-15 δευτερόλεπτα. Στη συνέχεια αλλάζουμε την αντίσταση σε 1 kOhm και το αφήνουμε για μισή ώρα. Να τι συνέβη:
Αυτή τη φορά η επίστρωση αποδείχθηκε ανθεκτική και δεν άφησε καθόλου σημάδια στο δίσκο.
Μετά το τρίψιμο, μια μικρή ποσότητα χαλκού κάλυπτε ακόμα το νύχι.
Ας προσπαθήσουμε να επικαλύψουμε ένα μολυβένιο κέικ με χαλκό. Αν το συνδέσετε μέσω αντίστασης, ακόμα και μετά από λίγα λεπτά το αποτέλεσμα θα είναι αμελητέο.
Μόλις όμως το συνδέσετε απευθείας, μέσα σε ένα λεπτό το κέικ θα καλυφθεί εντελώς με χαλκό.
Εάν η περιοχή κάλυψης είναι πολύ μικρή, τότε μπορεί να παρατηρηθεί σοβαρό σκούρο:
Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται εναποθέσεις άνθρακα και οφείλεται στο γεγονός ότι πάρα πολύ ρεύμα ρέει σε μια δεδομένη επιφάνεια.
Καταλάβαμε τα μέταλλα, αλλά τι γίνεται με τα διηλεκτρικά, δεν μεταφέρουν ρεύμα και η αντίδραση απλά δεν θα ξεκινήσει. Αλλά υπάρχει μια διέξοδος: πρέπει να καλύψουμε το αντικείμενό μας με αγώγιμο υλικό. Ο γραφίτης, από τον οποίο κατασκευάζονται αγωγοί για απλά μολύβια, είναι εξαιρετικός για το τελευταίο.
Πάρτε το πιο απαλό μολύβι.Τα μαλακά μολύβια σημειώνονται με το γράμμα "B" και ο αριθμός στην αρχή δείχνει τον βαθμό απαλότητας. Ένα σκληρό μολύβι λειτουργεί καλύτερα με λεπτές λεπτομέρειες. Ας χρωματίσουμε το παξιμάδι μας.
Η εφαρμογή γραφίτη χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο είναι μια πολύ κουραστική εργασία, επομένως τα καταστήματα κατασκευών πωλούν ένα ειδικό σπρέι γραφίτη. Θα αντιμετωπίσει αυτό το έργο πολύ πιο γρήγορα.
Μετά το βάψιμο, κάνουμε χειροκίνητα μια τρύπα για το "κλαδάκι" χρησιμοποιώντας ένα τρυπάνι. Ρίξτε σούπερ κόλλα σε αυτό, σφραγίστε το με χοντρό σύρμα χαλκού και γεμίστε το με σκόνη γραφίτη που έμεινε μετά τη διακόσμηση του παξιμαδιού.
Συνδέουμε τη μείον ισχύ στο καλώδιο μέσω μιας αντίστασης 1 kOhm. Σε αυτό το στάδιο, δεν πρέπει να εφαρμόσετε μεγάλο ρεύμα, διαφορετικά το στρώμα χαλκού θα αποδειχθεί χαλαρό, κάτι που δεν είναι καλό. Μετά από μισή ώρα, το παξιμάδι επικαλύπτεται ελαφρά με χαλκό και η αντίσταση μπορεί να μειωθεί στα 220 Ohms.
Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, η ανάπτυξη του χαλκού θα επιβραδυνθεί και η αντίσταση θα πρέπει να μειωθεί περαιτέρω
Για να γίνει αυτό, θα χρησιμοποιήσουμε ένα μπλοκ ξύλου και ένα νήμα nichrome με σπείρωμα σαν φίδι σε βίδες κατά μήκος των άκρων του.
Ρυθμίσαμε την αντίσταση στα 70 ohms.
Όταν ο χαλκός καλύψει πλήρως το παξιμάδι, ρυθμίστε την τιμή της αυτοσχέδιας αντίστασης στα 5 Ohms και αφήστε το παξιμάδι για άλλες πέντε ώρες για μια παχιά και ομοιόμορφη επίστρωση.
Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, το ηλεκτρόδιο χαλκού εξαντλήθηκε πολύ.
Όλος αυτός ο χαλκός κατακάθισε στο παξιμάδι μας, δημιουργώντας ένα τραχύ στρώμα.
Στο τέλος της διαδικασίας, το παξιμάδι κέρδισε αισθητά βάρος.
Για να δώσουμε ωραία λάμψη στη χάλκινη επιφάνεια, θα την καλύψουμε με μια πατίνα και μετά θα τη γυαλίσουμε.
Για αυτό χρειαζόμαστε:
Ρίχνουμε λίγη αμμωνία σε ένα ποτήρι και θρυμματίζουμε λίγο θείο.Τοποθετήστε το παξιμάδι εκεί, όπως φαίνεται στη φωτογραφία.
Το γυαλί πρέπει να καλύπτεται με κάτι, γιατί κατά τη διάρκεια της αντίδρασης απελευθερώνεται υδρόθειο - ένα αέριο με έντονη οσμή. Μετά από 20 λεπτά, το παξιμάδι έχει σκουρύνει πολύ, το βγάζουμε από το ποτήρι. Δαγκώνουμε το "κλαδάκι" και λυγίζουμε το άκρο σε βρόχο με πένσα.
Το μόνο που μένει είναι να γυαλίσετε το παξιμάδι με βρεγμένο, τριμμένο γυαλόχαρτο.
Περνάμε την αλυσίδα μέσα από τον βρόχο, και αυτό είναι - το προϊόν είναι έτοιμο!
Και αυτό είναι όλο για μένα. Καλά πειράματα σε όλους!
Θα χρειαστεί
Έτσι, για το πείραμα θα χρειαστούμε:
- Ένα μη μεταλλικό δοχείο - ένα ποτήρι ή ένας κανονικός δίσκος, όπου θα πραγματοποιηθεί η διαδικασία εναπόθεσης.
- Νερό, κατά προτίμηση καθαρό.
- Θειικός χαλκός (πωλείται σε καταστήματα κήπου).
- Οξινός ηλεκτρολύτης για μπαταρίες (σε καταστήματα αυτοκινήτων).
- Φορτιστής 5 Volt, 0,3 Ampere;
- Αντιστάσεις 1 kOhm και 220 Ohm για περιορισμό του παρεχόμενου ρεύματος.
- Χάλκινο ηλεκτρόδιο.
Δοκιμάζοντας το σε μέταλλο
Ρίξτε 100 γραμμάρια βιτριόλης σε ένα δοχείο, ρίξτε μισό λίτρο νερό και προσθέστε 70 γραμμάρια όξινου ηλεκτρολύτη.
Ανακατεύουμε και φιλτράρουμε μέσα από ένα χωνί και βαμβάκι.
Τοποθετήστε και ασφαλίστε το ηλεκτρόδιο χαλκού:
Το συν τροφοδοτικό από τη φόρτιση θα συνδεθεί σε αυτό. Κάνουμε τρεις βρύσες από το μείον: κολλάμε μια αντίσταση 1 kOhm στην πρώτη και μια αντίσταση 220 Ohm στη δεύτερη.
Με αυτόν τον τρόπο μπορούμε να ρυθμίσουμε άνετα το παρεχόμενο ρεύμα.
Όταν ενεργοποιήσετε τον φορτιστή, θα ξεκινήσει μια χημική διαδικασία που ονομάζεται ηλεκτροαπόθεση.Υπό την επίδραση του ηλεκτρικού ρεύματος, τα άτομα χαλκού στη θετική επαφή οξειδώνονται και διαλύονται στον ηλεκτρολύτη και στη συνέχεια εναποτίθενται στον αρνητικό. Το ρεύμα της πηγής ισχύος επιλέγεται με ρυθμό 1 Ampere ανά 100 cm² επιφάνειας που πρόκειται να επικαλυφθεί.
Εμπειρία
Αρχικά, ας επικαλύψουμε ένα κανονικό σιδερένιο καρφί με χαλκό. Περιοχή κάλυψης – 10 cm².
Καθαρίστε με γυαλόχαρτο:
Το συνδέουμε στο αρνητικό τροφοδοσίας μέσω μιας αντίστασης 1 kOhm και το χαμηλώνουμε στο διάλυμα. Μετά από 30 δευτερόλεπτα, αφαιρέστε το και σκουπίστε το με ένα βαμβάκι. Ως αποτέλεσμα, το στρώμα αποδείχθηκε αρκετά χαλαρό και σβησμένο.
Τώρα ας προσπαθήσουμε να δημιουργήσουμε μια πραγματικά ανθεκτική επίστρωση. Για να γίνει αυτό, καθαρίζουμε το καρφί και το συνδέουμε μέσω μιας αντίστασης 220 Ohm, το χαμηλώνουμε στο διάλυμα για 10-15 δευτερόλεπτα. Στη συνέχεια αλλάζουμε την αντίσταση σε 1 kOhm και το αφήνουμε για μισή ώρα. Να τι συνέβη:
Αυτή τη φορά η επίστρωση αποδείχθηκε ανθεκτική και δεν άφησε καθόλου σημάδια στο δίσκο.
Μετά το τρίψιμο, μια μικρή ποσότητα χαλκού κάλυπτε ακόμα το νύχι.
Ας προσπαθήσουμε να επικαλύψουμε ένα μολυβένιο κέικ με χαλκό. Αν το συνδέσετε μέσω αντίστασης, ακόμα και μετά από λίγα λεπτά το αποτέλεσμα θα είναι αμελητέο.
Μόλις όμως το συνδέσετε απευθείας, μέσα σε ένα λεπτό το κέικ θα καλυφθεί εντελώς με χαλκό.
Εάν η περιοχή κάλυψης είναι πολύ μικρή, τότε μπορεί να παρατηρηθεί σοβαρό σκούρο:
Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται εναποθέσεις άνθρακα και οφείλεται στο γεγονός ότι πάρα πολύ ρεύμα ρέει σε μια δεδομένη επιφάνεια.
Επικάλυψη ενός χάλκινου παξιμαδιού
Καταλάβαμε τα μέταλλα, αλλά τι γίνεται με τα διηλεκτρικά, δεν μεταφέρουν ρεύμα και η αντίδραση απλά δεν θα ξεκινήσει. Αλλά υπάρχει μια διέξοδος: πρέπει να καλύψουμε το αντικείμενό μας με αγώγιμο υλικό. Ο γραφίτης, από τον οποίο κατασκευάζονται αγωγοί για απλά μολύβια, είναι εξαιρετικός για το τελευταίο.
Πάρτε το πιο απαλό μολύβι.Τα μαλακά μολύβια σημειώνονται με το γράμμα "B" και ο αριθμός στην αρχή δείχνει τον βαθμό απαλότητας. Ένα σκληρό μολύβι λειτουργεί καλύτερα με λεπτές λεπτομέρειες. Ας χρωματίσουμε το παξιμάδι μας.
Η εφαρμογή γραφίτη χρησιμοποιώντας αυτή τη μέθοδο είναι μια πολύ κουραστική εργασία, επομένως τα καταστήματα κατασκευών πωλούν ένα ειδικό σπρέι γραφίτη. Θα αντιμετωπίσει αυτό το έργο πολύ πιο γρήγορα.
Μετά το βάψιμο, κάνουμε χειροκίνητα μια τρύπα για το "κλαδάκι" χρησιμοποιώντας ένα τρυπάνι. Ρίξτε σούπερ κόλλα σε αυτό, σφραγίστε το με χοντρό σύρμα χαλκού και γεμίστε το με σκόνη γραφίτη που έμεινε μετά τη διακόσμηση του παξιμαδιού.
Συνδέουμε τη μείον ισχύ στο καλώδιο μέσω μιας αντίστασης 1 kOhm. Σε αυτό το στάδιο, δεν πρέπει να εφαρμόσετε μεγάλο ρεύμα, διαφορετικά το στρώμα χαλκού θα αποδειχθεί χαλαρό, κάτι που δεν είναι καλό. Μετά από μισή ώρα, το παξιμάδι επικαλύπτεται ελαφρά με χαλκό και η αντίσταση μπορεί να μειωθεί στα 220 Ohms.
Μετά από κάποιο χρονικό διάστημα, η ανάπτυξη του χαλκού θα επιβραδυνθεί και η αντίσταση θα πρέπει να μειωθεί περαιτέρω
Για να γίνει αυτό, θα χρησιμοποιήσουμε ένα μπλοκ ξύλου και ένα νήμα nichrome με σπείρωμα σαν φίδι σε βίδες κατά μήκος των άκρων του.
Ρυθμίσαμε την αντίσταση στα 70 ohms.
Όταν ο χαλκός καλύψει πλήρως το παξιμάδι, ρυθμίστε την τιμή της αυτοσχέδιας αντίστασης στα 5 Ohms και αφήστε το παξιμάδι για άλλες πέντε ώρες για μια παχιά και ομοιόμορφη επίστρωση.
Κατά τη διάρκεια αυτής της περιόδου, το ηλεκτρόδιο χαλκού εξαντλήθηκε πολύ.
Όλος αυτός ο χαλκός κατακάθισε στο παξιμάδι μας, δημιουργώντας ένα τραχύ στρώμα.
Στο τέλος της διαδικασίας, το παξιμάδι κέρδισε αισθητά βάρος.
Θεραπεία
Για να δώσουμε ωραία λάμψη στη χάλκινη επιφάνεια, θα την καλύψουμε με μια πατίνα και μετά θα τη γυαλίσουμε.
Για αυτό χρειαζόμαστε:
- Αμμωνία, επίσης γνωστή ως διάλυμα αμμωνίας.
- Βόμβα θείου (μπορεί να βρεθεί σε καταστήματα κήπου).
- Χημικό ή γυαλί μιας χρήσης.
- Λεπτό γυαλόχαρτο.
Ρίχνουμε λίγη αμμωνία σε ένα ποτήρι και θρυμματίζουμε λίγο θείο.Τοποθετήστε το παξιμάδι εκεί, όπως φαίνεται στη φωτογραφία.
Το γυαλί πρέπει να καλύπτεται με κάτι, γιατί κατά τη διάρκεια της αντίδρασης απελευθερώνεται υδρόθειο - ένα αέριο με έντονη οσμή. Μετά από 20 λεπτά, το παξιμάδι έχει σκουρύνει πολύ, το βγάζουμε από το ποτήρι. Δαγκώνουμε το "κλαδάκι" και λυγίζουμε το άκρο σε βρόχο με πένσα.
Το μόνο που μένει είναι να γυαλίσετε το παξιμάδι με βρεγμένο, τριμμένο γυαλόχαρτο.
Περνάμε την αλυσίδα μέσα από τον βρόχο, και αυτό είναι - το προϊόν είναι έτοιμο!
Και αυτό είναι όλο για μένα. Καλά πειράματα σε όλους!
Δες το βίντεο
Παρόμοια master classes
Ιδιαίτερα ενδιαφέρον
Σχόλια (1)
