Как сделать сульфат меди

Медный купорос, кристаллы и получение

Формула: CuSO4 · 5H2O

Где найти: Часто встречается в садовых или хозяйственных магазинах под названием медный купорос. Садовый может быть очень грязным. Тогда нужно перекристаллизовать вещество. Чистое вещество можно купить в химическом магазине. Если есть серная кислота, можно получить самому (см. ниже).

Приготовление раствора: 100 г вещества растворить в 200 мл очень горячей воды. Если нет ограничения по веществу, можно растворять в горячей воде пока не перестанет растворяться. (Не использовать пищевую посуду.) Дать раствору остыть и выдержать сутки для стабилизации после начала образования кристаллов.

Кристаллизация: При охлаждении может образовывать перенасыщенный раствор. Чтобы спровоцировать кристаллизацию нужно закинуть несколько кристаллов вещества (из пачки). Если стукнуть стакан с раствором об стол или перемешать раствор, может выпасть множество непригодных мелких кристаллов.

Подробное видео о выращивании:

Примечания: После выращивания кристалла его желательно покрыть лаком. Кристалл может выветриваться и покрываться частично обезвоженным сульфатом меди (белый). Кристалл лучше сохраняется в прохладном и достаточно влажном воздухе.

Кристаллы при этом можно восстанавливать. Достаточно очистить все белые места на кристалле, промыть при помощи ватки водой и опустить в насыщенный раствор. Переворачивать кристалл хотя бы 1-2 раза в день при выращивании на дне емкости. Видео по теме:

2Cu + 2H2SO4 + O2 → 2CuSO4 + 2H2O

Самый простой и самый долгий способ, это реакция меди и разбавленной серной кислоты на воздухе. Реакция идет крайне медленно. Её можно ускорить пропуская воздух через раствор или добавив перекиси водорода. Реакция лучше идет на границе меди, раствора и воздуха, поэтому желательно, чтобы медь (например, медные провода) выходила за рамки раствора.

2Cu + 2H2SO4 → 2CuSO4 + 2H2

Электролиз разбавленной серной кислоты (10%) при помощи медных электродов. Анод под воздействием электрического тока растворяется. Однако, нужно предотвратить обратный процесс восстановления меди на катоде. Подробное видео на тему:

Суммарная реакция: 2NH4NO3 + 4H2SO4 + 3Cu = (NH4)2SO4 + 2NO + 4H2O + 3CuSO4

2NH4NO3 + H2SO4 = (NH4)2SO4 + 2HNO3

3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O

Cu(NO3)2 + H2SO4 = CuSO4 + 2HNO3

Для очистки из полученного раствора осаждают основный карбонат меди при помощи обычной пищевой соды: 2CuSO4 + 4NaHCO3 → Cu(OH)2 · CuCO3 + 2Na2SO4 + 3CO2 + H2O

Полученный основный карбонат промывают водой и растворяют в серной кислоте:

Cu(OH)2 · CuCO3 + 2H2SO4 → 2CuSO4 + 3H2O + CO2

Фотографии моих кристаллов:

При наличии примесей железа в растворе кристалл меняет форму на более плоскую и становится более прозрачным.

Найдены дубликаты

— Успокойся, Джесси, он просто развлекает подписчиков.

А зачем получать медный купорос? о_О Его же запросто моно приобрести в хозмаге. Вот если бы ты про квасцы рассказал.

До квасцов тоже доберусь. Получать можно или ради спортивного интереса или если он не продается. У меня, например, он запрещен к продаже (Латвия).

Лол, за что так медный купорос то?

А за что его запретили?

Без понятия 🙂 логики в этом не вижу у нас.

Разве лак помогает сохранить от дегидратизации? Там что-то вроде керосиновой ванны нужно, по идее. Можно еще с солью сделать хлорат меди, будут зеленые кристаллы.

У медного купороса она не на столько жестокая. так что да, помогает

Бихроматы получалось до таких размеров вырастить?

Шикарные кристаллы получаются. И технология наглядная. Никто дом на колесах не продаёт?

тоже баловался гдет пол года назад

Немного не по теме, но кто-нибудь пробовал медный купорос от чёрной плесени в помещении? Помогает?

У тебя клавиатура Asus Cerberus!

а внутри полимера можно вырастить кристалл, вот тот же силикагель, там же поры есть, и есть к чему привязаться, сделать замещение воды, после того как он разбух Оо

добавлю, что кристаллы становятся плоскими, если остатки р-ра остаются на солнце.

да 🙂 оно там тоже есть.

Формально рост кристаллов не относится химии, это больше физика или физхимия.

Современный подход состоит в том, что к химическим процессам относят ситуации когда происходит значительное изменение электронного облака со сменой топологии дифференциала плотности. Зачастую при растворении топология не меняется, т.е. граф особых точек и ядер не меняется. Именно такое растворение называют физическим, как в случае с CuSO4.

При химическом растворении граф меняется, т.е. протекает химическая реакция.
Если немного упростить, то если сольватация Вандервальсом, то физ. растворение. Если хим превращение, то химическое р-ние. Только с водородными связями нет единого мнения.

Абсолютно такой же подход используется в адсорбционной номенклатуре. Если только Ван. взаимодействие, то физическая адсорбция. В противном случае химическая адсорбция.

Источник

Восстановление металлических деталей методами гальваники и гальванопластики.

Сегодня я хотел бы показать очень простой и доступный способ меднения металла в домашних условиях, без применения электролиза. Процесс меднения достаточно простой и очень быстрый, а все ингредиенты доступны и стоят не дорого. В отличие от гальванического меднения, химическое меднение происходит практически моментально, ну и у такого меднения много плюсов, к сожалению есть и минусы, но некоторые из них можно подкорректировать! В общем мне идея понравилась, надеюсь вы тоже оцените!

Для процедуры меднения металла нам понадобится следующие реактивы:

Я взял обычный болт и шайбу для демонстрации процесса меднения, посмотрим как медь пристанет к внутренней резьбе болта.

Итак, для начала нужно отмерить примерно 450 мл обязательно дистиллированной воды, нам не нужны посторонние примеси которые могут пристать к металлу вместе с медью.

Также, отмеряем примерно 100 грамм медного купороса, можно даже немного больше.

Электролита понадобится тоже 100 грамм.

Теперь нужно смещать все реактивы, для этого высыпаем и выливаем из в пластиковую бутылку и хорошо взбалтываем, пока медный купорос полностью не растворится.

Общие сведения

Покрытие гальваникой бывает технологическим или декоративно-защитным. Это тонкий металлический тонкий слой, который в зависимости от гальванических элементов может выполнять эстетические функции. Гальванопластика не увеличивает прочность изделия, поскольку в этом случае требуются большие производственные мощности, но для красоты и придания «свежести» вполне подойдет.

Гальванические реакции происходят с помощью постоянного электрического тока. В специальную емкость-диэлектрик наливают раствор — электролит, в который погружают два анода. Аноды должны быть изготовлены из металла, который будет осаждаться на покрываемом изделии.

Обрабатываемая деталь присоединяется к минусовому выводу и помещается между анодами. Она выполняет роль катода. Аноды, в свою очередь, присоединяются к плюсовому контакту источника питания. Они становятся частью цепи, проводя ток в электролит и отдавая ему свои металлические элементы. Электролит передает необходимые частицы обрабатываемой детали, они постепенно обволакивают её тонким слоем. Аноды по площади должны превышать в несколько раз размер заготовки.

Другими словами, гальванизация представляет собой перенос молекул металла раствора на изделие в момент протекания через них электротока.

Любой гальванический процесс можно разбить на общие этапы:

Оборудование можно подготовить самостоятельно. Сначала подбирается подходящий источник питания. Это может быть батарейка (для обработки изделий небольшого размера) или аккумулятор. Подойдет понижающий блок питания, который выдает на выходе постоянный ток до 12 вольт. Иногда используют инвертор от сварочного аппарата. Подбирается реостат для регулирования силы тока.

Из нейтрального, устойчивого к химически агрессивным веществам материала подбирается широкая и глубокая ванночка. Надо учитывать, что электролитический раствор при гальваническом процессе может нагреваться до девяноста градусов по Цельсию.

Подготавливаются две пластины, которые будут токопроводящими анодами.

Для нагрева ёмкости с электролитом нужен электрический прибор с возможностью плавной регулировки температурного режима. Чаще всего используют подошву утюга или небольшую электроплитку. С их помощью происходит нагрев раствора до необходимой температуры и ускорение реакции.

Химические реактивы необходимо хранить в плотно закупоренной стеклянной посуде. Желательно каждый предмет подписывать.

Потребуются весы для точного измерения массы веществ, поскольку необходимая точность веса компонентов составляет один грамм. Такие весы можно приобрести, а можно сделать самостоятельно, используя вместо гирек старые советские монеты. Вес «желтых» монет точно соответствует их номиналу.

После того как собраны необходимые вещества, найдены ёмкости, собрана электрическая схема с питанием и подготовлена система подогрева, можно заняться чисткой заготовки.

Если недостаточно хорошо почистить деталь, гальваническое покрытие непрочно осядет или будет неравномерным. Иногда хватает простого обезжиривания предмета. Раствор ацетона или спирта может хорошо обезжирить поверхность, можно использовать бензин.

Некоторые мастера держат изделия из стали в разогретом до 90 градусов по Цельсию растворе фосфорнокислого натрия. Цветные металлы можно очищать в том же растворе, не нагревая его.

Если на изделии есть коррозия или другие изъяны, то поверхность заготовки шлифуется наждачной бумагой.

Иногда про технику безопасности при различных работах в домашних условиях рассказывают вскользь. Но при выполнении любых гальванических работ нужно строго соблюдать безопасность.

Опасность заключается в использовании токсичных химических веществ, высокой температуре нагрева раствора и повышенными рисками, которые сопровождают электрохимические реакции.

Лучше всего гальванические работы проводить в гараже или мастерской при обязательном проветривании или вентилировании помещения. Особое внимание следует уделить заземлению оборудования. Нужно соблюдать меры личной безопасности, а именно:

Перед началом работ по меднению в домашних условиях нужно подготовить необходимые материалы и оборудование. Надо позаботится об источнике напряжения и постоянного тока. Существует много рекомендаций касательно силы тока, разброс которого может быть большим. Поэтому желательно иметь реостат с возможностью плавной регулировки напряжения и для постепенного завершения процесса. Источником может служить автомобильный аккумулятор или выпрямитель с напряжением на выходе не больше 12 вольт. Для первых опытов будет достаточно обычной батарейки от 4.5 до 9 вольт.

Затем выбирается ёмкость для электролитического раствора, лучше всего из жаропрочного стекла. В любом случае все ёмкости для электролиза должны быть диэлектриками и выдерживать температуру не менее, чем 80 градусов по Цельсию.

В качестве анодов подойдут два больших медных листа. Они должны перекрывать по размеру заготовку. Из химических реактивов потребуются:

Меднение в домашних условиях пользуется заслуженной популярностью, поскольку очень хорошо и надежно держится на стальных изделиях. Главное условие — правильно соблюдать технологию процесса.

Имеется два способа нанесения меди на поверхность:

Подготавливается и обрабатывается поверхность изделия при помощи тонкого наждака и щеточки. После этого деталь моется в проточной воде, обезжиривается и еще раз промывается.

Этапы процесса омеднения следующие:

Весь процесс занимает примерно 15−20 минут. После обязательного выключения источника питания и остывания раствора готовое изделие с медным слоем на поверхности вынимается из банки.

Этот метод интересен тем, что его можно использовать для обработки не только стальных предметов, но и сделанных из других материалов. Например, алюминия и цинка. Порядок процесса следующий:

Когда деталь полностью покроется слоем меди, выключается блок питания и процесс завершается. Деталь ополаскивается в воде и просушивается.

Часто с помощью медного электролиза обновляют столовые приборы, сделанные из алюминия. Если нет опыта проведения этого процесса, то можно потренироваться нанести медь на алюминиевые пластинки. Порядок проведения процесса:

Гальванопластика — это электрохимический способ придания предмету определенной формы с помощью осаждения на него металла. Чаще всего этот метод используют при обработке металлом неметаллических предметов или при изготовлении копий ювелирных изделий.

Если при гальванопластике изделие не обладает электропроводящими свойствами, то его предварительно покрывают графитом, иногда бронзой. Затем мастер делает с копии слепок и начинает гальванический процесс. В качестве материала слепка используют гипс, графит или легко плавящийся металл.

Гальваника — это очень интересный и познавательный процесс, но он связан с активными веществами, которые могут навредить здоровью и нанести вред имуществу или окружающей среде. Поэтому перед тем как начинать гальванику своими руками, нужно принять все меры безопасности, изучить немного теории процесса и особенности поведения химических реактивов.

Современная техника выдвигает жесткие требования к характеристикам конструктивных элементов, во многих случаях эти задачи решает химическое меднение. Использование специальных покрытий поверхностей деталей выгодно экономически, так как гальваническое меднение позволяет понизить металлоемкость изделий из дорогостоящих металлов.

Процесс меднения металла

Металлические детали желательно хорошо отшлифовать и обезжирить при помощи растворителя или ацетона, если это сделать, то медь пристанет к металлу очень хорошо и не отвалится. А ещё важно чтобы на детали не было грязи, следов масла и прочего!

В моём случае болт и шайба били покрыты каким-то напылением, которое очень мешало провести процесс меднения, честно сказать, не лучшие детали я выбрал. Мне пришлось поместить их в электролит чтобы удалить лишнее напыление, а затем протереть и обезжирить в ацетоне.

Приготовленный раствор необходимо налить в какую нибудь пластиковую ёмкость, а затем пометить в него деталь. Медь практически мгновенно начинает покрывать поверхность металла, на фото ниже, можно посмотреть что получилось, детали побывали в растворе буквально пару секунд.

Обратите внимание, чем дольше деталь находится в растворе медного купороса, тем толще слой меде на ней будет. Не забывайте, что деталь обязательно должна быть обезжирена, очищена от грязи и не иметь других напылений, как говорил выше, идеально будет если её хорошо отшлифовать!

С помощью такого способа можно восстанавливать посадку подшипника, так как медь идеально покрывает деталь ровным слоем, со всех сторон, чем дольше она находится в растворе, тем толще слой покрытия. Так что вот такой простой и доступный способ, пользуйтесь, надеюсь вам понравилось! ))

На моём сайте Вы найдёте множество полезных самоделок и радиосхем. Подпишитесь на мой канал в Яндекс.Дзен, чтобы первыми узнавать о новых публикациях! Ссылка на мой канал: zen.yandex.ru/sdelaysamodelku

Автор публикации

не в сети 3 недели

Меднение в сернокислых электролитах

Сернокислый медный электролит в простейшем случае состоит из двух компонентов: сернокислой меди и серной кислоты. Было заявлено большое число патентов на применение коллоидов или других органических добавок в медных электролитах, но большого практического значения они не получили ввиду того, что эти органические добавки нередко попадают в катодный осадок и делают его хрупким. Поэтому подробно остановимся лишь на роли двух этих компонентов и на режиме работы, предварительно рассмотрев вкратце анодный и катодный процессы.

Анодные и катодные процессы. В растворах сернокислой меди медные аноды по преимуществу растворяются с образованием двухвалентных ионов, которые на катоде разряжаются, и осаждается металлическая медь. Однако наряду с этими превалирующими процессами происходят и другие процессы, нарушающие нормальную работу. Возможно также анодное растворение с образованием одновалентных ионов, правда, в весьма незначительной степени, что следует из значений нормальных потенциалов меди: Cu/Cu+=+0,51 В: Cu/Cu2+=+0,33 В; Cu+/Cu2+=+0,15 В.

В электролите, омывающем металлическую медь, идет также химически обратимый процесс: Cu + Cu2+ ↔ 2Cu+.

При нормальной температуре константа равновесия этой реакции

и соответствующая ей концентрация Cu+ невелика (в 1 л раствора 1-н. по кислоте и 2-н. по окисной меди содержится лишь 3,4·10-4 г-атома меди в виде закисной соли). При повышении температуры концентрация Cu+ увеличивается.

Накопление в растворе Cu+ в большем количестве, чем соответствует равновесной системе, приводит к выпадению металлической губчатой меди, т. е. реакция течет влево. Кроме того, окисление сернокислой соли закиси меди может протекать за счет кислорода воздуха и серной кислоты, особенно при применении воздушного перемешивания: Cu2SO4 + 1/2O2 + H2SO4 → 2CuSO4 + H2O.

Следовательно, кислотность ванны имеет тенденцию к уменьшению. Наконец, закисная соль легко подвергается гидролизу с выпадением закиси меди: Cu2SO4 + H2O → Cu2O + H2SO4.

Из этой реакции следует, что электролиз меди нельзя вести в нейтральном растворе. Сернокислая соль окиси меди также подвержена гидролизу. Так, в 2-н. растворе, CuSO4 для предотвращения гидролиза кислотность должна быть не ниже 0,01-н. при комнатной температуре и 0,1-н. при 100° С.

На катоде, как указано выше, процесс преимущественно заключается в разряде двухвалентных ионов меди, но возможно также частичное восстановление их до одновалентных ионов; кроме того, на катоде может происходить разряд имеющихся в растворе одновалентных ионов меди. Таким образом, схематически катодный процесс можно изобразить следующим образом; Cu2+ + 2е → Cu, Cu2+ + е → Cu+, Cu+ + e → Cu.

Направление и удельный вес каждой из описанных выше реакций в значительной степени зависят от условий электролиза — от состава электролита и режима (плотность тока, температура, перемешивание), так как эти факторы в известной мере влияют на величину анодной и катодной поляризации. Вообще говоря, поляризация в сернокислых медных электролитах незначительна и в зависимости от изменения концентрации основных компонентов и режима электролиза колеблется в пределах тысячных или сотых долей вольта.

Компоненты и их назначение. Как указывалось выше, сернокислые медные электролиты состоят в простейшем случае из сернокислой меди и серной кислоты. Этот электролит в меньшей степени чувствителен к загрязнениям, чем цинковый или никелевый. Потенциал меди значительно благороднее потенциала цинка, железа и никеля, так что эти примеси могут присутствовать в значительных количествах, не вызывая осложнений. Примеси, которые могут оказать вредное влияние на процесс осаждения меди (мышьяк и сурьма), обычно присутствуют в незначительных количествах, так как медный купорос получают как побочный продукт при электролитическом рафинировании меди, где эти примеси не могут быть допущены в заметных количествах. Это, понятно, не означает, что медные сернокислые электролиты могут быть приготовлены из загрязненных солей или что можно вообще не обращать внимания на возможность попадания примесей. Общее правило о необходимости в любом гальванотехническом процессе стремиться к максимальной чистоте растворов применимо, конечно, и к медным электролитам. Мы лишь обращаем внимание на то обстоятельство, что при неполадках в работе сернокислого медного электролита надо в последнюю очередь искать причину в появлении каких-либо ионов других металлов в растворе.

Концентрация сернокислой меди в растворе не может быть выбрана произвольно, так как растворимость ее зависит от содержания серной кислоты в электролите: с повышением концентрации серной кислоты от 1 до 3,5-н. растворимость сульфата меди снижается от 2,6 до 1,7-н.

Принятая кислотность для медных электролитов лежит в пределах 50—70 г/л H2SO4, а концентрация меди в растворе при 25° С не может превышать 285—304 г/л CuSO4·5H2O. Правда, с повышением температуры растворимость медной соли увеличивается, но необходимо при этом учесть неудобства работы с насыщенными растворами. Во время перерывов в работе ванны, когда температура окружающего воздуха ниже рабочей температуры ванны, начинает выкристаллизовываться медный купорос. Кроме того, в растворах, близких к состоянию насыщения, сернокислая медь кристаллизуется на анодах выше уровня электролита.

Низкие концентрации меди неприемлемы, так как они позволяют применять весьма ограниченную плотность тока. Например, при средней скорости перемешивания верхний предел плотности тока для 1-н. раствора CuSO+, лежит при 7 А/дм2, для 0,25-н. при 1 А/дм2. Поэтому практически применяют концентрацию сернокислой меди в пределах от 150 до 250 г/л.

Серная кислота в медном электролите может служить примером, как один компонент совмещает в себе целый ряд весьма ценных свойств, столь необходимых для успешного проведения гальваностегического процесса. Она вызывает уменьшение омического сопротивления электролита, и активной концентрации ионов осаждающегося металла (что способствует образованию более мелкозернистой структуры), а также предотвращает гидролиз сернокислой закиси меди, который сопровождается образованием рыхлого осадка закиси меди. Влияние серной кислоты на электропроводность сернокислых медных электролитов подтверждается данными, приведенными в табл. 36.

Аналогичная зависимость наблюдается и при других температурах.

Как видно, сама сернокислая медь является плохим проводником тока и с повышением температуры электропроводность ее увеличивается незначительно. Прибавление серной кислоты к раствору сернокислой меди существенно влияет на повышение электропроводности; одновременное повышение температуры также способствует повышению электропроводности.

В нейтральных или слабокислых растворах сернокислой меди омическое сопротивление настолько высоко, что обычно применяемые в гальванотехнике низковольтные источники тока не позволяют поднять плотность тока до 5—10 А/дм2. Таким образом, помимо значительного снижения расхода электроэнергии, присутствующая в электролите свободная серная кислота дает возможность применять более высокие плотности тока.

В медных сернокислых ваннах в присутствии больших количеств свободной кислоты не приходится опасаться выделения водорода (и связанного с этим уменьшения выхода по току), разряд последнего возможен только тогда, когда концентрация ионов меди в катодном слое чрезвычайно мала.

Необходимо учесть, что растворимость сернокислой меди падает с увеличением кислотности, поэтому выбирают не ту кислотность, которая соответствует максимальной электропроводности, а значительно меньшую. Так как при перемешивании концентрация ионов металла в катодном слое всегда больше, чем в покоящемся электролите, то ясно, что при перемешивании может быть допущена более высокая кислотность. Чем интенсивнее перемешивание, тем большая кислотность может быть допущена. При интенсивном воздушном перемешивании применяют концентрацию кислоты 75 г/л и медной соли 250 г/л.

Повышенная кислотность оказывает благоприятное влияние также на структуру осадка. Считают, что чем выше кислотность электролита, тем выше предел плотности тока, при которой получаются мелкокристаллические осадки.

Имеющаяся в медном электролите в некоторых количествах сернокислая соль закиси меди в нейтральном растворе или при недостатке кислоты легко гидролизуется, причем образующаяся при этом кристаллическая закись меди может случайно осесть на катодной поверхности или механически быть на нее перенесенной. На осевших рыхлых кристаллах закиси меди продолжается дальнейшее осаждение меди за счет главного, превалирующего процесса разряда двухвалентных ионов меди, и катодный осадок получается неплотным, рыхлым.

Таким образом, с точки зрения получения плотного гладкого осадка присутствие серной кислоты в медном электролите оказывает благоприятное влияние.

Выше было указано, что коллоиды или другие органические соединения сравнительно редко применяют в меднокислых электролитах. Благоприятное действие этих добавок сказывается в том, что они благодаря повышению катодного потенциала, уменьшают размер зерен и предупреждают образование наростов на краях или выступах. Часто присутствие некоторых органических соединений в медном электролите вызывает явление хрупкости, связанной, по-видимому, с включением этих добавок в электролитический осадок.

Декстрин оказывает благоприятное влияние, когда он присутствует в количестве, не превышающем 1 г/л. Наилучшими добавками в медных электролитах являются фенол или его сульфосоединения в количестве 1 — 10 г/л.

Для получения блестящих медных покрытий непосредственно из электролита в последнее время предложено вводить блескообразователи и выравнивающие добавки. Их точный состав пока не установлен.

К анодам в кислых электролитах не предъявляют высоких требований. Надо заботиться главным образом о том, чтобы аноды растворялись с минимальным количеством шлама. Катаные аноды более пригодны, чем электролитные и литые.

Электролитная медь, когда она получена при низкой плотности тока, часто бывает крупнокристаллической и в процессе анодного растворения в гальванических ваннах нарушается связь между отдельными кристаллами; последние, находясь в электролите во взвешенном состоянии, механически переносятся к катоду. Литые аноды обычно содержат значительные количества закиси меди, которая наряду с другими присутствующими примесями, особенно при медленном охлаждении, распределяется по границам кристаллов. Это явление в значительной степени устраняется при горячей прокатке анодов.

Повышенная температура в медных ваннах при прочих постоянных условиях делает осадок более крупнокристаллическим. Тем не менее при высоких плотностях тока приходится работать с повышенной температурой, поскольку она позволяет поддерживать большую кислотность. Поддерживая большую кислотность, мы можем при более высокой температуре и плотности тока получать такую же структуру, как при более низких температурах и соответственно низких плотностях тока. Практически для повышения плотности тока температуру поддерживают около 35—40° С. Таким образом, учитывая особенности сернокислых медных электролитов, можно указать следующие условия их работы и состав.

1. Ванны, работающие при плотности тока 3—5 А/дм2 и интенсивном перемешивании, должны иметь следующий состав, г/л: 250 CuSO4·5H2O, 75 H2SO4.

При меднении изделий правильной формы и интенсивном перемешивании плотность тока может быть повышена до 30 А/дм2 и выше.

2. Состав ванны, работающей без перемешивания при плотности тока 1—2 А/дм2, г/л: 200 CuSO4·5H2O, 50 H2SO4.

Помимо общих условий, которые должны быть соблюдены во всяком гальваностегическом процессе (надлежащая подготовка поверхности), необходимо заботиться о физической чистоте медного электролита, защищать катодную поверхность от взвешенного шлама или других загрязнений. Так как в перемешивающемся электролите шлам находится во взмученном состоянии, то необходимо осуществлять непрерывную фильтрацию раствора.

Причиной грубого, шероховатого осадка чаще всего являются взвешенные частицы. Грубый осадок может получаться также при недостатке кислоты в ванне, поэтому приходится периодически определять кислотность в работающей ванне и поддерживать ее на более или менее постоянном уровне. При недостатке кислоты цвет осадка становится темным из-за наличия закиси меди; осадок при этом становится грубым.

Анодный выход по току несколько больше катодного, в связи с чем в электролите наблюдается увеличение концентрации меди и уменьшение концентрации кислоты.

Таблица 3 полирование

Эксплуатация и составление указанных ванн трудностей не представляет. Для приготовления состава №1 к раствору серной кислоты доливают перекись водорода, а затем стабилизирующую добавку. В качестве последней обычно используется этиловый спирт, глицерин или этилен-гликоль. Недостатком этого рецепта является его нейтральность, вызванная разложением пергидроля. Поэтому данный компонент вводить необходимо непосредственно перед работой. При травлении в составах, содержащих азотную кислоту, выделяется коричневый и очень едкий дым. Поэтому операции травления допускается проводить только при наличии хорошей принудительной вытяжной вентиляции. Снижение блеска является в основном следствием понижения концентрации азотной кислоты, чрезмерного уменьшения температуры или общего истощения рабочего раствора.

При работе с растворами полирования следует учитывать, что время обработки в активных растворах, а их рецептура приводится под нечетными номерами, указано в секундах. Эти составы наиболее пригодны для обработки довольно толстых слоев, когда исключена опасность чрезмерного съема металла. Химическое полирование тонких гальванических и химических покрытий лучше всего осуществлять в медленно работающих ваннах, Рецептура последних указана под четными номерами, а продолжительность процесса — в минутах. Протравливание ведут до появления устойчивого металлического блеска. Рецепты №1-4 предназначены для обработки меди и ее сплавов с содержанием Cu не менее 80%. В составах №5 и 6 выполняется химическое полирование латуней, а в растворах №7 и 8 — медно-оловянных сплавов. Для медно-никелевых сплавов используются рецепты №9 и 10. В этой же таблице под №11 помещен состав наиболее распространенной универсальной ванны электрохимического полирования. При обработке в ней детали завешиваются на аноде. В качестве материала для катодов применяется свинец либо коррозийностойкая сталь 12Х18Н9Т. В ходе описанных процессов на поверхности заготовок образуется слой травильного шлама. Последние удаляют в растворе №12 и после промывки поверхность металла подвергается активации в составе №13.

При выполнении заготовки из меди или ее сплавов нужды в двухслойном никелировании нет, поскольку эти материалы и так обладают достаточной устойчивостью против коррозии. Но здесь есть другая тонкость, и если ею пренебречь, то процесс осаждения металла не пойдет. Это связано с тем, что у меди меньший электроотрицательный потенциал по отношению к никелю и только присоединение или касание с деталью более электроотрицательных металлов, например, алюминия, железа даст старт всему процессу, поэтому заготовка должна быть завешена в раствор на алюминиевой или стальной проволоке, В крайнем случае после опускания детали в рабочую ванну к ней необходимо прикоснуться алюминиевым или железным предметом. При этом в месте контакта начинает осаждаться никель. Последний, обладая высокой каталитической способностью, как бы всю поверхность детали.

Гальваника медью в домашних условиях

В домашних условиях гальваническое меднение чаще всего используют в декоративно-прикладных целях или для нанесения медного подслоя перед никелированием и хромированием. Обычно медью покрывают мебельную фурнитуру, предметы кухонной утвари, элементы светильников, бижутерию, а также части инструментов и ножей. Подбор параметров гальванизации домашними мастерами обычно делается опытным путем по цвету и качеству покрытия. Те, кто занимается меднением серьезно, в том числе и в коммерческих целях, используют в своих установках регулируемые источники тока или реостаты, с помощью которых устанавливается необходимая плотность тока и скорость осаждения. Для тех, кто не хочет возиться с самостоятельным подбором химических компонентов, интернет-магазины предлагают наборы для приготовления разнообразных электролитических растворов, в том числе и для меднения пластиков и органических материалов. А одно из самых популярных направлений современной домашней гальваники — это покрытие медью высушенных растений, орехов, желудей и насекомых. Такие изделия выглядят впечатляюще и используются не только в декоративных целях, но и для изготовления бижутерии (см. ниже меднение и патинирование грецкого ореха).

Техника безопасности

Медный купорос является малотоксичным веществом и в целом неопасен для здоровья. Но при попадании на кожу и в глаза он может вызвать раздражение, поэтому при работе с ним необходимо соблюдать определенную осторожность. Более опасна серная кислота, которая при меднении используется для обезжиривания и в качестве добавки к электролиту. Поэтому в домашних условиях все работы по приготовлению электролита и химической обработке изделия необходимо выполнять в резиновых перчатках и клеенчатом фартуке, а при больших объемах использовать респираторы и защитные очки. Сам по себе медный купорос не требует какой-либо обработки перед утилизацией, но, поскольку электролиты на его основе содержат серную кислоту, ее необходимо нейтрализовать с помощью щелочи или соды.

Оборудование и материалы

Для меднения в домашних условиях требуется минимальный набор оборудования и реактивов. В качестве гальванической ванны можно использовать любую пластиковую или стеклянную емкость. Для приготовления электролита для меднения необходим только медный купорос и чистая вода, а источником тока может служить старая зарядка для телефона или пара батареек. Другие материалы и инструменты также немногочисленны и доступны в бытовых условиях. В первую очередь это серная кислота (жидкость для аккумуляторов), сода, обрезки медных изделий (труб, шинок, контактов) и наждачка на матерчатой основе.

Рецепт простого раствора

В состав самого простого электролита, используемого для меднения в домашних условиях, входят всего два реагента: сернокислая медь (медный купорос) в количестве 180÷220 г/л и серная кислота (жидкость для аккумулятора) — 40÷60 г/л. В качестве блескообразующих добавок к такому электролиту домашние мастера используют желатин и декстрин (0.5÷1.0 г/л).

В Интернете можно найти рецепты электролитов с добавками, которые способствуют созданию медных покрытий с разнообразными эффектами (матовость, зеркальный блеск, различные оттенки). При этом, как правило, указывают только название химического вещества и условия его применения, а насколько оно доступно и где его взять — не пишут. Если вы знаете названия таких добавок, которые можно свободно приобрести в хозяйственном магазине или аптеке, поделитесь, пожалуйста, информацией в комментариях к этой статье.

Источник