ОСАДЖЕННЯ МІДІ НА НЕМЕТАЛЕВИХ ПРЕДМЕТАХ

Send

Добридень! У даній статті ми розглянемо процес електрохімічного осадження міді на струмопровідні поверхні, а також спробуємо покрити мідним шаром волоський горіх.

Знадобиться

Отже, для експерименту нам знадобиться:

Неметалева ємність - хімічний стакан або звичайний лоток, тут буде проходити процес осадження;
Вода, бажано очищена;
Мідний купорос (продається в магазинах для дачі);
Кислотний електроліт для акумуляторів (в автомагазинах);
Зарядний пристрій на 5 Вольт, 0.3 Ампера;
Резистори на 1 кОм і 220 Ом для обмеження подається струму;
Мідний електрод.

Пробуємо на металі

Засипаємо в ємність 100 грам купоросу, заливаємо півлітра води і додаємо 70 грам кислотного електроліту.

Перемішуємо і фільтруємо через воронку і ватний диск.

Встановлюємо і закріплюємо мідний електрод:

До нього буде підключений плюс харчування від зарядки. Від мінуса робимо три відведення: до першого припаюємо резистор на 1 кОм, до другого - на 220 Ом.

Таким чином ми зможемо зручно регулювати що подається струм.
При включенні зарядного пристрою почнеться хімічний процес, званий електроосадженням. Під дією електричного струму атоми міді на позитивному контакті окислюються і розчиняються в електроліті, потім осідають на негативному. Струм джерела харчування підбирається з розрахунку 1 Ампер на 100 см² поверхні, що покривається.

Досвід

Спочатку давайте покриємо міддю звичайний залізний цвях. Площа покриття - 10 см².
Зачищаємо наждачним папером:

Підключаємо до мінуса харчування через резистор на 1 кОм, і опускаємо в розчин. По закінченню 30 секунд дістаємо і витираємо ватним диском. В результаті шар вийшов досить рихлим і стерся.

Тепер давайте спробуємо створити дійсно стійке покриття. Для цього зачищаємо цвях і підключаємо його через резистор 220 Ом, опускаємо в розчин на 10-15 секунд. Потім міняємо опір на 1 кОм і залишаємо на півгодини. Ось що вийшло:

На цей раз покриття вийшло міцним і зовсім не залишило слідів на диску.
Після обробки наждачним папером невелика частина міді все ще покривала цвях.

Спробуємо покрити міддю свинцеву коржик. Якщо підключати її через опір, навіть через кілька хвилин результат буде незначним.

Але варто підключити безпосередньо, як вже через хвилину коржик повністю покриється міддю.

Якщо площа покриття занадто мала, то на ній можна спостерігати сильне потемніння:

Таке явище називається нагар і пов'язане воно з тим, що по даній поверхні протікає занадто великий струм.

Покриваємо мідний горіх

З металами ми розібралися, але як бути з діелектриками, вони ж не проводять струм і реакція просто не почнеться. Але вихід є: потрібно покрити наш предмет струмопровідних матеріалом. В якості останнього відмінно підходить графіт, з якого роблять стрижні для простих олівців.

Беремо самий м'який олівець. М'які олівці маркуються буквою "B", а цифра на початку говорить про ступінь м'якості. З дрібними деталями краще справляється твердий олівець. Розфарбовуємо наш горіх.

Нанесення графіту даними способом - дуже виснажливе заняття, тому в будівельних магазинах продається спеціальний графітовий спрей. Він з цим завданням впорається набагато швидше.
Після розмальовки свердлом вручну проробляємо отвір під "гілочку". Заливаємо в нього супер клей, закупорюють товстої мідним дротом і засипаємо графітовим порошком, які залишилися після прикрашення горіха.

До дроту підключаємо мінус харчування через резистор на 1 кОм. На даному етапі не слід подавати великий струм, в іншому випадку шар міді вийде пухким, що не є добре. Через півгодини горіх трохи покрився міддю і можна зменшити опір до 220 Ом.

Ще через деякий час зростання міді сповільниться і доведеться ще зменшити опір
Для цього скористаємося бруском дерева і нихромовой ниткою, нанизаної змійкою на шурупи по його краях.

Виставляємо опір в 70 Ом.
Коли мідь покриє горіх повністю, встановлюємо значення імпровізованого резистора в 5 Ом і залишаємо горіх ще на п'ять годин для товстого і рівномірного покриття.
За цей час мідний електрод сильно виснажився.

Вся ця мідь осіла на нашому горісі, створивши шорсткий шар.

Після закінчення процесу горіх помітно додав у вазі.

Обробка

Щоб зрадити мідної поверхні приємний блиск, ми покриємо його патиною, а потім відполіруємо.
Для цього нам знадобиться:

Нашатирний спирт, він же розчин аміаку;
Сірчана шашка (можна знайти в магазинах для дачі);
Хімічний або одноразовий стакан;
Дрібнозерниста наждачний папір.

У склянку наливаємо трохи аміаку і кришимо трохи сірки. Опускаємо туди горіх, як показано на фото.

Стакан необхідно чимось накрити, бо в процесі реакції виділяється сірководень - газ з різким запахом. Через 20 хвилин горіх сильно потемнів, витягуємо його зі склянки. Відкушуємо "гілочку", кінець загинаємо плоскогубцями в петельку.