Vario nusodinimas ant nemetalinių objektų

Laba diena Šiame straipsnyje apžvelgsime elektrocheminio vario nusodinimo ant laidžių paviršių procesą, taip pat pabandysime padengti graikinį riešutą vario sluoksniu.

Reikės

Taigi eksperimentui mums reikės:

Nemetalinė talpykla – stiklinė arba įprastas padėklas, kuriame vyks nusodinimo procesas;
Vanduo, pageidautina išgrynintas;
Vario sulfatas (parduodamas sodo parduotuvėse);
Rūgštinis elektrolitas akumuliatoriams (automobilių parduotuvėse);
Įkroviklis 5 voltų, 0,3 ampero;
1 kOhm ir 220 omų rezistoriai tiekiamai srovei apriboti;
Varinis elektrodas.

Išbandyk ant metalo

Į indą supilkite 100 gramų vitriolio, užpilkite puse litro vandens ir įpilkite 70 gramų rūgšties elektrolito.

Sumaišykite ir filtruokite per piltuvą ir vatos diskelį.

Sumontuokite ir pritvirtinkite varinį elektrodą:

Prie jo bus prijungtas pliuso maitinimo šaltinis nuo įkrovimo. Iš minuso darome tris čiaupus: prie pirmo lituojame 1 kOhm rezistorių, prie antrojo – 220 omų.

Tokiu būdu galime patogiai reguliuoti tiekiamą srovę.
Kai įjungsite įkroviklį, prasidės cheminis procesas, vadinamas elektrodepozicija.Veikiant elektros srovei, teigiamo kontakto vario atomai oksiduojasi ir ištirpsta elektrolite, o po to nusėda ant neigiamo. Maitinimo šaltinio srovė parenkama 1 ampero greičiu 100 cm² dengiamo paviršiaus.

Patirtis

Pirmiausia padenkime įprastą geležinį vinį variu. Dengimo plotas – 10 cm².
Nuvalykite švitriniu popieriumi:

Prijungiame prie maitinimo šaltinio neigiamo per 1 kOhm rezistorių ir nuleidžiame į tirpalą. Po 30 sekundžių išimkite ir nuvalykite vatos diskeliu. Dėl to sluoksnis pasirodė gana laisvas ir ištrintas.

Dabar pabandykime sukurti tikrai patvarią dangą. Norėdami tai padaryti, nuvalome nagą ir prijunkite jį per 220 omų rezistorių, nuleiskite į tirpalą 10-15 sekundžių. Tada pakeičiame varžą į 1 kOhm ir paliekame pusvalandžiui. Štai kas atsitiko:

Šį kartą danga pasirodė patvari ir ant disko visiškai nepaliko žymių.
Po šlifavimo nagą dar dengė nedidelis vario kiekis.

Pabandykime švininį pyragą aptepti variu. Jei prijungsite jį per pasipriešinimą, net po kelių minučių rezultatas bus nereikšmingas.

Bet kai tik prijungsite jį tiesiogiai, per minutę pyragas bus visiškai padengtas variu.

Jei aprėpties plotas per mažas, galima pastebėti stiprų patamsėjimą:

Šis reiškinys vadinamas anglies nuosėdomis ir atsiranda dėl to, kad per tam tikrą paviršių teka per daug srovės.

Varinės veržlės padengimas

Mes išsiaiškinome metalus, bet kaip dėl dielektrikų, jie nepraleidžia srovės ir reakcija tiesiog neprasidės. Tačiau yra išeitis: turime padengti savo objektą laidžia medžiaga. Pastariesiems puikiai tinka grafitas, iš kurio gaminami paprastų pieštukų laidai.

Paimkite minkštiausią pieštuką.Minkšti pieštukai pažymėti raide „B“, o pradžioje esantis skaičius rodo minkštumo laipsnį. Kietas pieštukas geriau tinka smulkioms detalėms. Nuspalvinkime savo riešutą.

Užtepti grafitą šiuo metodu yra labai varginanti užduotis, todėl statybos parduotuvėse parduodamas specialus grafito purškalas. Su šia užduotimi jis susidoros daug greičiau.
Po dažymo rankiniu būdu grąžtu padarome skylę „šakelei“. Supilkite į jį super klijus, užsandarinkite stora varine viela ir užpildykite grafito milteliais, likusiais papuošus veržlę.

Mes prijungiame minusinę galią prie laido per 1 kOhm rezistorių. Šiame etape neturėtumėte taikyti didelės srovės, kitaip vario sluoksnis bus laisvas, o tai nėra gerai. Po pusvalandžio veržlė šiek tiek padengiama variu ir varža gali būti sumažinta iki 220 omų.

Po kurio laiko vario augimas sulėtės ir pasipriešinimą teks dar labiau mažinti
Norėdami tai padaryti, naudosime medžio bloką ir nichromo siūlą, įsriegtą kaip gyvatė ant varžtų išilgai jo kraštų.

Mes nustatome varžą iki 70 omų.
Kai varis visiškai uždengia veržlę, improvizuoto rezistoriaus vertę nustatykite iki 5 omų ir palikite veržlę dar penkioms valandoms, kad būtų stora ir vienoda danga.
Per tą laiką vario elektrodas buvo labai išeikvotas.

Visas šis varis nusėdo ant mūsų veržlės, sudarydamas grubų sluoksnį.

Proceso pabaigoje riešutas pastebimai priaugo svorio.

Gydymas

Norėdami suteikti variniam paviršiui gražų blizgesį, jį padengsime patina, o tada nupoliruosime.
Tam mums reikia:

Amoniakas, taip pat žinomas kaip amoniako tirpalas;
Sieros bomba (galima rasti sodo parduotuvėse);
Cheminis arba vienkartinis stiklas;
Smulkaus šlifavimo popierius.

Į stiklinę supilkite šiek tiek amoniako ir sutrinkite šiek tiek sieros.Įdėkite veržlę ten, kaip parodyta nuotraukoje.

Stiklas turi būti kažkuo uždengtas, nes reakcijos metu išsiskiria sieros vandenilis – aštraus kvapo dujos. Po 20 minučių riešutas labai patamsėjo, išimame iš stiklo. „Šakelę“ nukandame, o galą replėmis sulenkiame į kilpą.