Deposição de cobre em objetos não metálicos

Boa tarde Neste artigo, consideraremos 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, precisamos:

  • Recipiente não metálico - um copo ou uma bandeja comum, o processo de deposição será realizado aqui;

  • Água, de preferência purificada;

  • Sulfato de cobre (vendido em lojas para residências de verão);

  • Eletrólito ácido para baterias (em concessionárias de carros);

  • Carregador para 5 volts, 0, 3 amperes;

  • Resistores de 1 kΩ e 220 ohm para limitar a corrente aplicada;

  • Elétrodo de cobre

Experimentamos metal

Enchamos uma capacidade de 100 gramas de vitríolo, despejamos meio litro de água e adicionamos 70 gramas de eletrólito ácido.

Misture e filtre através do funil e da almofada de algodão.

Instalamos e consertamos o eletrodo de cobre:

Além disso, a energia do carregamento será conectada a ele. Do menos, fazemos três torneiras: soldamos um resistor de 1 kOhm ao primeiro e 220 Ohm ao segundo.

Assim, podemos regular convenientemente a corrente fornecida.

Quando o carregador é ligado, um processo químico chamado eletrodeposição começará. Sob a influência de uma corrente elétrica, os átomos de cobre no contato positivo são oxidados e dissolvidos no eletrólito, depois se depositam no negativo. A corrente da fonte de alimentação é selecionada à taxa de 1 Ampere por 100 cm² de superfície a ser revestida.

Experiência

Primeiro, vamos cobrir o cobre com uma unha de ferro comum. Área de cobertura - 10 cm².

Limpamos com lixa:

Conectamos à energia negativa por meio de um resistor de 1 kΩ e a abaixamos na solução. Após 30 segundos, retiramos e limpamos com uma almofada de algodão. Como resultado, a camada ficou bastante solta e desgastada.

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

Desta vez, o revestimento mostrou-se durável e não deixou marcas no disco.

Depois de lixar, uma pequena porção do cobre ainda cobria a unha.

Vamos tentar cobrir o bolo de chumbo com cobre. Se você conectá-lo através de resistência, mesmo após alguns minutos, o resultado será insignificante.

Mas vale a pena conectar-se diretamente, pois em um minuto o bolo está completamente coberto com cobre.

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

Esse fenômeno é chamado de fuligem e está associado ao fato de que muita corrente flui nessa superfície.

Cobrimos uma porca de cobre

Nós descobrimos os metais, mas e os dielétricos, porque eles não conduzem corrente e a reação simplesmente não começa. Mas existe uma solução: precisamos cobrir nosso item com material condutor. Neste último caso, a grafite é excelente, a partir da qual são feitas hastes para lápis simples.

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 rígido lida melhor com os detalhes. Cor nossa porca.

A aplicação de grafite dessa maneira é uma tarefa muito tediosa, portanto, spray de grafite especial é vendido em lojas de construção. Ele vai lidar com essa tarefa muito mais rapidamente.

Depois de colorir com uma broca, fazemos manualmente um buraco sob o "galho". Despeje super cola nele, obstrua-o com um fio grosso de cobre e encha-o com pó de grafite restante depois de decorar a porca.

Conectamos menos energia ao fio através de um resistor de 1 kOhm. Nesta fase, você não deve aplicar uma corrente grande, caso contrário a camada de cobre ficará solta, o que não é bom. Após meia hora, a porca é levemente coberta com cobre e a resistência pode ser reduzida para 220 Ohms.

Depois de algum tempo, o crescimento do cobre diminuirá e você terá que reduzir ainda mais a resistência

Para fazer isso, usamos um bloco de madeira e um fio de nicromo amarrado por uma cobra nos parafusos ao longo de suas bordas.

Definimos a resistência em 70 ohms.

Quando o cobre cobrir completamente a porca, defina o valor do resistor de improviso para 5 ohms e deixe a porca por mais cinco horas para obter um revestimento grosso e uniforme.

Durante esse período, o eletrodo de cobre ficou muito vazio.

Todo esse cobre se instalou em nossa porca, criando uma camada áspera.

No final do processo, a porca aumentou significativamente de peso.

Processamento

Para trair a superfície de cobre com um brilho agradável, vamos cobri-la com uma pátina e depois polir.

Para isso, precisamos:

  • Amônia, é uma solução de amônia;

  • Verificador de enxofre (pode ser encontrado nas lojas de uma residência de verão);

  • Vidro químico ou descartável;

  • Lixa fina.

Despeje um pouco de amônia em um copo e esfarele um pouco de enxofre. Abaixe a porca, como mostra a foto.

É necessário cobrir o vidro com alguma coisa, porque o sulfeto de hidrogênio, um gás com odor pungente, é liberado durante a reação. Após 20 minutos, a porca escureceu bastante, puxando-a para fora do copo. Nós mordemos o “galho”, dobramos a ponta com um alicate em um loop.

Resta polir a porca com uma lixa úmida e limpa.

Passe a corrente pelo laço e pronto - o produto está pronto!

E isso é tudo para mim. Todas as experiências bem-sucedidas!