Deposição de cobre em objetos não metálicos

Boa tarde Neste artigo veremos o processo de deposição eletroquímica de cobre em superfícies condutoras e também tentaremos revestir uma noz com uma camada de cobre.

Vai precisar

Então, para o experimento precisaremos:

Recipiente não metálico - um béquer ou bandeja normal, onde ocorrerá o processo de deposição;
Água, de preferência purificada;
Sulfato de cobre (vendido em lojas de jardinagem);
Eletrólito ácido para baterias (em lojas de automóveis);
Carregador 5 Volts, 0,3 Ampere;
Resistores de 1 kOhm e 220 Ohm para limitar a corrente fornecida;
Eletrodo de cobre.

Experimentando em metal

Despeje 100 gramas de vitríolo em um recipiente, despeje meio litro de água e adicione 70 gramas de eletrólito ácido.

Misture e filtre através de um funil e algodão.

Instale e fixe o eletrodo de cobre:

A fonte de alimentação positiva do carregamento será conectada a ele. Fazemos três derivações do negativo: soldamos um resistor de 1 kOhm no primeiro e um resistor de 220 Ohm no segundo.

Desta forma podemos regular convenientemente a corrente fornecida.
Ao ligar o carregador, um processo químico denominado eletrodeposição será iniciado.Sob a influência da corrente elétrica, os átomos de cobre no contato positivo são oxidados e dissolvidos no eletrólito, sendo então depositados no negativo. A corrente da fonte de energia é selecionada na proporção de 1 Ampere por 100 cm² de superfície a ser revestida.

Experiência

Primeiro, vamos revestir um prego de ferro comum com cobre. Área de cobertura – 10 cm².
Limpe com lixa:

Nós o conectamos ao negativo da fonte de alimentação através de um resistor de 1 kOhm e o colocamos na solução. Após 30 segundos, retire-o e limpe-o com um algodão. Como resultado, a camada ficou bastante solta e apagada.

Agora vamos tentar criar um revestimento verdadeiramente durável. Para fazer isso, limpamos o prego e conectamos através de um resistor de 220 Ohm, colocamos na solução por 10-15 segundos. Depois mudamos a resistência para 1 kOhm e deixamos agir por meia hora. Aqui está o que aconteceu:

Desta vez, o revestimento revelou-se durável e não deixou marcas no disco.
Após o lixamento, uma pequena quantidade de cobre ainda cobria a unha.

Vamos tentar revestir um bolo de chumbo com cobre. Se você conectá-lo através de uma resistência, mesmo depois de alguns minutos o resultado será insignificante.

Mas assim que você conectá-lo diretamente, em um minuto o bolo estará completamente coberto com cobre.

Se a área de cobertura for muito pequena, poderá ser observado um escurecimento severo:

Este fenômeno é chamado de depósitos de carbono e se deve ao fato de que muita corrente flui através de uma determinada superfície.

Revestindo uma porca de cobre

Descobrimos os metais, mas e os dielétricos, eles não conduzem corrente e a reação simplesmente não começa. Mas há uma saída: precisamos cobrir o nosso objeto com material condutor. A grafite, com a qual são feitas as minas dos lápis simples, é excelente para estes últimos.

Pegue o lápis mais macio.Os lápis macios são marcados com a letra “B” e o número no início indica o grau de suavidade. Um lápis duro funciona melhor com detalhes finos. Vamos colorir nossa noz.

Aplicar grafite usando esse método é uma tarefa muito tediosa, por isso as lojas de construção vendem um spray especial de grafite. Ele lidará com essa tarefa muito mais rápido.
Após a pintura, fazemos manualmente um furo para o “galho” com uma furadeira. Despeje supercola nele, sele com fio de cobre grosso e preencha com pó de grafite que sobrou depois de decorar a noz.

Conectamos a potência negativa ao fio através de um resistor de 1 kOhm. Nesta fase, não se deve aplicar uma corrente grande, caso contrário a camada de cobre ficará solta, o que não é bom. Depois de meia hora, a porca está levemente revestida com cobre e a resistência pode ser reduzida para 220 Ohms.

Depois de algum tempo, o crescimento do cobre diminuirá e a resistência terá que ser reduzida ainda mais
Para isso, usaremos um bloco de madeira e um fio de nicromo enfiado como uma cobra em parafusos nas bordas.

Ajustamos a resistência para 70 ohms.
Quando o cobre cobrir completamente a porca, ajuste o valor do resistor improvisado para 5 Ohms e deixe a porca por mais cinco horas para um revestimento espesso e uniforme.
Durante esse tempo, o eletrodo de cobre ficou bastante esgotado.

Todo esse cobre assentou na nossa noz, criando uma camada áspera.

Ao final do processo, a noz ganhou peso visivelmente.

Tratamento

Para dar um belo brilho à superfície do cobre, vamos cobri-la com uma pátina e depois polir.
Para isso precisamos:

Amônia, também conhecida como solução de amônia;
Bomba de enxofre (pode ser encontrada em lojas de jardinagem);
Vidros químicos ou descartáveis;
Lixa de grão fino.

Despeje um pouco de amônia em um copo e esmigalhe um pouco de enxofre.Coloque a noz ali, como mostra a foto.

O vidro deve ser coberto com alguma coisa, pois durante a reação é liberado sulfeto de hidrogênio - gás de odor pungente. Depois de 20 minutos, a noz escureceu muito, tiramos do copo. Mordemos o “galho” e dobramos a ponta em um laço com um alicate.