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Nous peignons sans peinture. Expériences chimiques

Expériences divertissantes à la maison / Expériences de chimie pour les enfants

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De nombreuses surfaces métalliques peuvent être peintes sans peinture en les enduisant (chimiquement ou électrochimiquement) d'une fine couche d'oxydes ou de sels colorés qui adhèrent fermement à la surface. La dernière condition n’est pas si simple à remplir. Par exemple, le fer dans l'air humide se recouvre rapidement (et sans notre aide) d'une couche rouge-brun de produits d'oxydation, en termes simples - de la rouille, mais cette méthode de peinture n'est pas bonne, car la rouille colle à peine et se salit au toucher.

Nous présentons ici plusieurs recettes pour colorer les métaux non ferreux. Seuls certains d'entre eux conviennent aux expériences à domicile, les autres nécessitent des réactifs chimiques qui ne peuvent être achetés ni en pharmacie ni dans un magasin de photo. Cependant, nous espérons que vous êtes déjà inscrit à un club de chimie.

Le cuivre et le laiton ternissent assez rapidement lorsqu'ils sont exposés à l'air. Mais ils conserveront leur éclat s’ils sont peints chimiquement. La préparation des pièces prendra un certain temps car la surface doit être parfaitement propre, sans traces de saleté ou de graisse. Essuyez soigneusement la partie polie avec un chiffon imbibé d'essence, puis avec de la craie humide ou de la poudre dentaire. Après avoir lavé la pièce à l'eau courante, accrochez-la à un fil dur ou à une ligne de pêche et ne la touchez plus avec les mains, afin de ne pas laisser de taches de graisse (même si la peau semble complètement sèche, il reste encore au moins un peu de la graisse dessus). Trempez la pièce dans une solution diluée d'acide nitrique (pas plus de 5 à 10 ml pour 100 ml d'eau) et rincez à nouveau, de préférence à l'eau chaude. Préparation terminée

Ce qui se passe ensuite dépend de la couleur avec laquelle vous décidez de peindre le cuivre. Si elle est noire, maintenez la pièce pendant environ cinq minutes dans une solution dans laquelle pour 100 ml d'eau se trouvent 0,9 g d'hydroxyde de sodium et 0,3 g de persulfate d'ammonium (NH₄)₂SO₈ (il est utilisé en photographie). Température de la solution 90-100 °C

Dans une solution de chlorure de potassium, sulfate de nickel NiSO₄ et sulfate de cuivre CuSO₄ (respectivement 4,5, 2 et 10,5 g pour 100 ml d'eau) à la même température, le cuivre et le laiton acquerront une agréable teinte chocolatée. Le laiton deviendra azur après un bref trempage dans un mélange composé de 3 g d'acétate de plomb (une lotion au plomb peut être utilisée), 6 g de thiosulfate de sodium (hyposulfite), 5 g d'acide acétique et 100 ml d'eau. La température d'une telle solution est d'environ 80 °C

Le cuivre peut également être verdi. Pour ce faire, il faut le plonger dans la solution suivante : pour 100 ml d'eau - 20 g de nitrate de cuivre Cu(NO₃)₂, 30 g d'ammoniaque et 40 g de chlorure d'ammonium (ammoniaque) et d'acétate de sodium ; une solution de cette dernière substance est facile à obtenir à partir de soude et de vinaigre. Veuillez manipuler le nitrate de cuivre avec précaution, en évitant tout contact avec le visage et surtout la bouche.

À l’exception de l’expérience de noircissement, nous n’indiquons nulle part les temps de réaction. Choisissez-le vous-même en fonction de votre expérience, en tenant compte du fait que plus le temps de traitement est long, plus la couleur est intense

Le prochain métal pouvant être peint chimiquement est le zinc. Il est rarement utilisé, mais tout le monde connaît bien les objets galvanisés - seaux, bassins, auges. L'objet de l'expérience peut être n'importe quel objet galvanisé ancien et inutilisable. Lavez sa surface avec une solution de soude ou essuyez-la avec un chiffon imbibé d'essence, lavez à l'eau chaude et au savon et rincez plusieurs fois. Sur la surface galvanisée, nous appliquerons un mélange de substances qui réagiront avec le zinc ; donnant des composés colorés. Voici les recettes de peinture

Noir : 2 parts de nitrate de cuivre, 3 parts d’oxyde de cuivre, 8 parts d’acide chlorhydrique et 64 parts d’eau ; Une fois la couleur apparue, rincez la surface à l'eau et séchez

Vert : 10 parties de sulfate de cuivre et d'acide tartrique, 12 parties d'eau et 24 parties de solution d'hydroxyde de sodium dans l'eau (1:15) ; Dès que la couleur apparaît, rincez immédiatement la surface à l'eau, sinon une teinte brune apparaîtra.

Bleu : pour 100 ml d'eau - 6 g de sel de nickel et la même quantité de chlorure d'ammonium

Golden : mélangez une solution de 1 partie d'acide tartrique, 2 parties de soude et 1 partie d'eau avec de l'argile propre ; Frottez la surface avec le mélange et quand elle sèche, rincez à l'eau.

Brun-bronze : un mélange de 1 partie de vert-de-gris et 5 parties d'acide acétique ; Frotter la surface avec le mélange, rincer à l'eau et sécher

Cuivre; puisque le zinc est plus actif que le cuivre, cela signifie qu'il suffit de l'humidifier avec une solution de sel de cuivre, par exemple du sulfate de cuivre

À propos, avec de telles peintures, vous pouvez peindre un tableau sur une surface en zinc.

Passons du zinc à l'aluminium. Le peindre est un peu plus difficile : il y a plus d'opérations, et on ne peut pas se passer de courant électrique. L'oxyde d'aluminium et les sels sont peu attrayants, une autre méthode de coloration est donc nécessaire. C’est connu : c’est anodisé. Son essence est que le courant traverse une pièce en aluminium immergée dans un électrolyte ; dans ce cas, un film d'oxyde de moins de 0,1 mm d'épaisseur se forme en surface. Puisque les pièces en aluminium servent d’anode dans un bain galvanique, le processus est appelé anodisation. Le film d'oxyde est imprégné de pores ramifiés microscopiques dans lesquels les colorants sont bien retenus. Vous pouvez peindre une surface anodisée avec des colorants organiques, y compris naturels, mais il est préférable d'utiliser des substances inorganiques. Généralement, la pièce est traitée alternativement dans deux solutions de colorants et les produits de réaction aux couleurs vives restent dans les pores.

Polissez la pièce en aluminium, dégraissez-la avec de l'essence ou de l'acétone, rincez-la à l'eau chaude et accrochez-la à un fil. Trempez la pièce pendant deux à trois minutes dans une solution d'hydroxyde de sodium à 5 %, rincez à nouveau et plongez dans une solution faible d'acide nitrique (20-30 ml d'acide pour 100 ml d'eau). Bien sûr, vous ne pouvez plus toucher la pièce, et si travailler avec la suspension n'est pas pratique, aidez-vous d'une pince à épiler

Rincez à nouveau les pièces à l'eau chaude et froide et accrochez-les à un fil dans un verre. Vous pouvez placer un bâton ou un crayon sur les bords du verre et enrouler le fil autour une ou deux fois, en choisissant une hauteur telle que la pièce se trouve à quelques centimètres au-dessus du fond. Connectez la pièce au pôle positif de la source de courant. Accrochez les cathodes - plaques d'acier - de la même manière. Les batteries peuvent servir de source de courant, mais elles s'épuiseront très rapidement ; une batterie ou un transformateur avec redresseur est préférable

Versez une solution d'acide sulfurique dans le verre avec la pièce (20 ml d'acide pour 100 ml d'eau ; attention !). Incluez une clé ou un interrupteur et un rhéostat dans le circuit pour réguler le courant. Pour le mesurer, il faut un milliampèremètre, mais un testeur, dont disposent de nombreux radioamateurs, convient également. Fermez le circuit et réglez le courant au taux de 20-25 mA par 1 cm² surfaces. La pièce se couvrira immédiatement de bulles de gaz - c'est la libération d'oxygène qui oxyde l'aluminium. À température ambiante, le processus dure environ une heure

Rincez la partie anodisée à l'eau courante et commencez à peindre. Plongez la pièce alternativement dans deux solutions colorantes, en trempant chacune pendant 5 à 10 minutes et en rinçant à chaque fois à l'eau courante. Lavez et séchez à nouveau les pièces peintes.

Voici les compositions des solutions colorantes et leur concentration éventuelle (en grammes pour 100 ml d'eau) :

couleur bleue ou cyan - ferrocyanure de potassium (1-5) et chlorure de fer (III) (1-10); marron - ferrocyanure de potassium (1-5) et sulfate de cuivre (1-10); noir - acétate de cobalt (5-10) et permanganate de potassium (1,5-2,5); jaune - dichromate de potassium (5-10) et acétate de plomb (10-20); jaune d'or - hyposulfite de sodium (1-5) et permanganate de potassium (1-5); acétate de céruse (1-5) et sulfate de sodium (1-5); orange - dichromate de potassium (0,5-1) et nitrate d'argent (5-10)

Auteur : Olgin O.M.

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