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UNTERHALTIGE ERFAHRUNGEN ZU HAUSE
Galvanisieren. Chemische Experimente
Unterhaltsame Erlebnisse zu Hause / Chemieexperimente für Kinder Nach Eloxieren von Aluminium Es ist selbstverständlich, mit den nächsten elektrochemischen Experimenten fortzufahren, da ein Elektrolytbad, eine Stromquelle und ein Schlüssel mit einem Rheostat zur Hand sind. In diesen Experimenten extrahieren wir das Metall aus der Lösung und tragen es auf die Oberfläche auf. Dieses Verfahren nennt man Galvanisieren, Beschichtungen nennt man Galvanisieren. Unter dem Eloxieren von Aluminium versteht man übrigens auch das Galvanisieren. Zunächst lernen wir, wie man Kupfer auf eine Stahloberfläche aufträgt. Die Verkupferung ist in der Industrie weit verbreitet, und zwar nicht nur als eigenständiger Prozess, sondern auch (vielleicht noch häufiger) als vorbereitender Vorgang vor der Beschichtung mit anderen, haltbareren und eleganteren Filmen – Chrom, Nickel, Silber. Der Grund dafür ist, dass Kupfer bei richtiger Abscheidung sehr stark auf Stahl haftet und Rauheiten und Defekte in seiner Oberfläche ausgleicht, während andere Metalle wiederum gut auf dem Kupferfilm abgeschieden werden. Es scheint, dass alles einfach ist: Ich habe das Stahlteil mit einer Kupfersulfatlösung behandelt, aktiveres Eisen verdrängte Kupfer aus der Lösung und es setzte sich auf der Oberfläche ab. Tatsächlich wird es so sein (Sie können dies überprüfen, indem Sie einen sauberen Nagel in eine CuSO-Lösung tauchen4). Allerdings ist die Kupferschicht auf der Oberfläche sehr locker – man kann sie sogar mit einem Lappen leicht abwischen. Und durch die elektrochemische Bearbeitung ist die Kupferschicht glatt und langlebig. Hier ist eine sehr einfache Verkupferungsmethode. Entfernen Sie die Isolierung von einem Ende des weichen Litzendrahts und reiben Sie dünne Kupferdrähte, um eine „Bürste“ zu erhalten. Binden Sie es der Einfachheit halber an einen Holzstab oder Bleistift und verbinden Sie das andere Ende des Kabels mit dem Pluspol einer Taschenlampenbatterie. Elektrolyt – eine konzentrierte Kupfersulfatlösung, vorzugsweise leicht angesäuert – in eine breite Flasche gießen, in die man den „Pinsel“ bequem eintauchen kann. Bereiten Sie eine Stahlplatte oder einen anderen kleinen Gegenstand vor, vorzugsweise mit einer ebenen Oberfläche. Wischen Sie es mit einem feinen Schmirgelleinen ab und entfetten Sie es, indem Sie es in einer Lösung aus Waschsoda kochen. Legen Sie die Platte in ein Bad oder eine Küvette und verbinden Sie sie mit einem Kabel mit dem Minuspol der Batterie. Der Kreislauf ist aufgebaut, es bleibt nur noch das Einbringen des Elektrolyten. Tauchen Sie den „Pinsel“ in die blaue Vitriollösung und lassen Sie ihn über den Teller laufen. Achten Sie dabei darauf, die Oberfläche nicht zu berühren. Arbeiten Sie so, dass zwischen der Platte und der Bürste immer eine Elektrolytschicht vorhanden ist. Die Leitungen müssen stets mit der Lösung befeuchtet werden. Vor den Augen wird die Platte mit einer roten Schicht aus metallischem Kupfer bedeckt. Die Bearbeitung eines kleinen Teils dauert einige Minuten. Ist die Fläche größer, wird nicht nur zusätzliche Zeit, sondern auch ein zusätzlicher Akku benötigt; Verbinden Sie es parallel mit dem ersten. Nachdem die Beschichtung aufgetragen wurde, trocknen Sie das Teil an der Luft und reiben Sie die matte Kupferschicht mit einem Woll- oder Stofflappen auf Hochglanz. Dieses Experiment kann übrigens sowohl mit Aluminium- als auch mit verzinkten Platten durchgeführt werden. Ein solches Verfahren, bei dem das Teil nicht in das Elektrolytbad abgesenkt wird, sondern in kleinen Bereichen im Freien unter ständiger Zugabe von Elektrolyt behandelt wird, wird in der Praxis manchmal angewendet, insbesondere in Fällen, in denen das Teil so groß ist, dass man kein Bad finden kann passendes Bad dafür. Wenn Sie zum Beispiel die Außenhaut eines Hochseeschiffs neu beschichten müssen ... Handelt es sich jedoch um kleine Teile, werden diese meist noch in ein Elektrolytbad getaucht – das geht schneller und bequemer. Dies geschieht beim Vernickeln von Stahl, genauer gesagt vor dem Vernickeln, da in diesem Fall auf eine Vorverkupferung nicht verzichtet werden kann. Bearbeiten Sie den Metallgegenstand, den Sie mit Nickel bedecken möchten (z. B. einen Wasserhahn oder ein Türschild), wie gewohnt mit Schleifpapier, um den Oxidfilm zu entfernen, wischen Sie ihn mit einer Bürste ab, spülen Sie ihn gründlich mit Wasser ab und entfetten Sie ihn in einer heißen Sodalösung und nochmals ausspülen. Senken Sie in einem Gefäß oder Glas zwei Kupferplatten - Anoden - auf Drähte (vorzugsweise Kupfer). Hängen Sie das Teil dazwischen an einen Draht (wir erinnern Sie daran, dass es am bequemsten ist, alle diese Drähte um einen Bleistift zu wickeln und ihn an den Rändern der Dose anzubringen). Die Drähte, die aus Kupferplatten bestehen, werden miteinander verbunden und mit dem Pluspol der Stromquelle und der andere Teil mit dem Minuspol verbunden. Fügen Sie einen 200-300-Ohm-Rheostat oder Funkwiderstand in den Stromkreis ein, um den Strom zu regulieren, und ein Milliamperemeter (Tester). Gleichstromquelle – zwei oder drei parallel geschaltete Taschenlampenbatterien oder eine Batterie mit einer Spannung von nicht mehr als 6 V. Elektrolytlösung – 20 g Kupfersulfat und 2-3 ml Schwefelsäure pro 100 ml Wasser – in ein Glas gießen, die Lösung sollte die Elektroden vollständig bedecken. Stellen Sie mit einem Rheostat oder durch Auswahl von Widerständen den Strom von 10 bis 15 mA pro Quadratzentimeter der Oberfläche des Teils ein. Schalten Sie nach etwa zwanzig Minuten den Strom aus und entfernen Sie das Teil – es ist mit einer dünnen Kupferschicht bedeckt. Schütten Sie den Verkupferungselektrolyten nicht aus, er wird sich trotzdem als nützlich erweisen. Als nächstes folgt die Vernickelung. Bereiten Sie einen neuen Elektrolyten vor (30 g Nickelsulfat, 3,5 g Nickelchlorid und 3 g Borsäure pro 100 ml Wasser) und gießen Sie diesen Elektrolyten in ein anderes Becherglas. Für die Vernickelung sind Nickelelektroden erforderlich. Tauchen Sie sie in den Elektrolyten, bauen Sie den Stromkreis auf die gleiche Weise wie beim Verkupfern zusammen und schalten Sie den Strom erneut für etwa zwanzig Minuten ein. Nehmen Sie den Artikel heraus, spülen Sie ihn aus und trocknen Sie ihn. Es ist mit einer grau-matten Nickelschicht überzogen. Damit die Beschichtung ihren gewohnten Glanz erhält, muss sie poliert werden. Elektrolyt zum Verchromen enthält normalerweise Chromsäure. Aber da Sie diese Säure wahrscheinlich nicht haben, greifen wir auf einen Workaround zurück. Sie haben bereits grünes Chrompigment erhalten. Wenn Sie diese Erfahrung noch nicht gemacht haben, denken Sie daran, dass Chromgrün im Handel erhältlich ist. Chromoxid mit Soda an der Luft verschmelzen, d. h. die Mischung in einer sauberen Metalldose erhitzen. Du hast Natriumchromat Na2CrO4. In Wasser auflösen, filtrieren und mit Schwefelsäure ansäuern; In dieser Lösung kann eine Verchromung durchgeführt werden. Wenn Sie Natriumchromat bereit haben, müssen Sie es natürlich nicht kochen. Einen kleinen Gegenstand, den Sie verchromen möchten, wie gewohnt mit Schleifpapier bearbeiten, entfetten, mit einer schwachen Säurelösung beizen und abspülen. Es wird die Kathode sein, schließen Sie sie an den Minuspol der Stromquelle an. Die Anode ist inert, beispielsweise Graphit. Zerlegen Sie die alte Batterie und entfernen Sie den Graphitstab daraus. Um genügend Strom zum Verchromen zu bekommen, müssen Sie eine Batterie oder mehrere Batterien für eine Taschenlampe mitnehmen. Wählen Sie selbst den Zeitpunkt des Experiments und den benötigten Strom. Am Ende der Elektrolyse das Teil aus dem Elektrolyten nehmen, gründlich abspülen und mit einem Tuch mit Zahnpulver auf Hochglanz polieren. Autor: Olgin O.M.
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