Galvanoplastie. Expérience de chimie amusante à la maison

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Après anodisation aluminium il sera naturel de passer aux prochaines expériences électrochimiques, puisqu'il y a un bain électrolytique, une source de courant et une clé avec un rhéostat à portée de main. Dans ces expériences, nous allons extraire le métal de la solution et l'appliquer sur la surface. Ce processus est appelé galvanoplastie et les revêtements sont appelés galvanoplastie. Soit dit en passant, l'anodisation de l'aluminium fait également référence à la galvanoplastie.

Tout d'abord, nous apprendrons comment appliquer du cuivre sur une surface en acier. Le cuivrage est très courant dans l'industrie, et pas seulement en tant que processus indépendant, mais aussi (peut-être encore plus souvent) en tant qu'opération préparatoire avant le revêtement avec d'autres films plus durables et élégants - chrome, nickel, argent. La raison en est que le cuivre, correctement déposé, adhère très fortement à l'acier et égalise les rugosités et les défauts de sa surface, tandis que les autres métaux, à leur tour, se déposent bien sur le film de cuivre. Il semblerait que tout soit simple: j'ai traité la pièce en acier avec une solution de sulfate de cuivre, plus de fer actif a déplacé le cuivre de la solution, et il s'est déposé à la surface. En effet, il en sera ainsi (vous pouvez vérifier en plongeant un ongle propre dans une solution de CuSO₄). Mais la couche de cuivre à la surface est très lâche - il est facile de l'essuyer même avec un chiffon. Et avec le traitement électrochimique, la couche de cuivre est lisse et durable.

Voici une méthode de cuivrage très simple. Retirez l'isolant d'une extrémité du fil toronné souple et frottez les fils de cuivre fins pour en faire une "brosse". Pour plus de commodité, attachez-le à un bâton en bois ou à un crayon et connectez l'autre extrémité du fil au pôle positif d'une pile de lampe de poche. Electrolyte - une solution concentrée de sulfate de cuivre, de préférence légèrement acidifiée - verser dans une large bouteille, dans laquelle il conviendra de tremper le "pinceau".

Préparez une plaque d'acier ou un autre petit objet, de préférence avec une surface plane. Essuyez-le avec une toile émeri fine et dégraissez-le en le faisant bouillir dans une solution de lessive de soude. Mettez la plaque dans un bain ou une cuvette et connectez-la avec un fil au pôle négatif de la batterie. Le circuit est assemblé, il ne reste plus qu'à introduire l'électrolyte.

Trempez le "pinceau" dans la solution de vitriol bleu et passez-le le long de la plaque en faisant attention de ne pas toucher la surface; travailler de manière à ce qu'il y ait toujours une couche d'électrolyte entre la plaque et la brosse. Le câblage doit être humidifié avec la solution en tout temps. Devant les yeux, la plaque sera recouverte d'une couche rouge de cuivre métallique. Il faut quelques minutes pour traiter une petite pièce. Si la surface est plus grande, non seulement du temps supplémentaire sera nécessaire, mais également une batterie supplémentaire; connectez-le avec le premier en parallèle. Lorsque le revêtement a été appliqué, séchez la pièce à l'air et frottez la couche de cuivre mat pour la faire briller avec un chiffon en laine ou en tissu.

Soit dit en passant, cette expérience peut être réalisée avec des plaques en aluminium et galvanisées. Un tel processus, dans lequel la pièce n'est pas abaissée dans le bain électrolytique, mais est traité à l'extérieur dans de petites zones, en ajoutant de l'électrolyte tout le temps, est parfois utilisé dans la pratique, en particulier dans les cas où la pièce est si grande que vous ne pouvez pas trouver un bain approprié pour cela. Par exemple, lorsque vous avez besoin de recouvrir la peau d'un navire océanique...

Cependant, si les pièces sont petites, elles sont généralement encore immergées dans un bain d'électrolyte - c'est plus rapide et plus pratique. C'est ainsi que l'on procède lors du nickelage de l'acier, ou plus exactement avant le nickelage, car dans ce cas il est impossible de se passer d'un cuivrage préalable.

L'objet métallique que vous décidez de recouvrir de nickel (que ce soit un robinet d'eau ou une plaque de porte), passez comme d'habitude avec du papier de verre pour enlever le film d'oxyde, essuyez avec une brosse, rincez abondamment à l'eau, dégraissez dans une solution de soude chaude et rincez à nouveau. Dans un bocal ou un verre, abaissez sur des fils (de préférence en cuivre) deux plaques de cuivre - anodes. Entre eux, accrochez l'article à un fil (nous vous rappelons qu'il est plus pratique d'enrouler tous ces fils autour d'un crayon et de le poser sur les bords de la boîte). Ces fils qui proviennent de plaques de cuivre, se connectent ensemble et se connectent au pôle positif de la source de courant, et la partie au négatif ; inclure un rhéostat de 200-300 ohms ou une résistance radio dans le circuit pour réguler le courant, et un milliampèremètre (testeur). Source CC - deux ou trois batteries de lampe de poche connectées en parallèle, ou une batterie avec une tension ne dépassant pas 6 V.

Solution d'électrolyte - 20 g de sulfate de cuivre et 2-3 ml d'acide sulfurique pour 100 ml d'eau - verser dans un verre, la solution doit recouvrir complètement les électrodes. A l'aide d'un rhéostat ou en sélectionnant des résistances, régler le courant de 10 à 15 mA par centimètre carré de surface de la pièce. Au bout d'une vingtaine de minutes, coupez le courant et retirez la pièce - elle est recouverte d'une fine couche de cuivre. Ne versez pas l'électrolyte de placage de cuivre, il sera toujours utile.

La prochaine étape est le nickelage. Préparez un nouvel électrolyte (30 g de sulfate de nickel, 3,5 g de chlorure de nickel et 3 g d'acide borique pour 100 ml d'eau) et versez cet électrolyte dans un autre bécher. Le nickelage nécessite des électrodes en nickel. Trempez-les dans l'électrolyte, assemblez le circuit de la même manière qu'avec le cuivrage, et remettez le courant, encore une fois pendant une vingtaine de minutes. Retirez l'article, rincez-le et séchez-le. Il est recouvert d'une couche mate grisâtre de nickel. Pour que le revêtement acquière son éclat habituel, il doit être poli.

L'électrolyte pour le chromage contient généralement de l'acide chromique. Mais puisque vous n'avez probablement pas cet acide, recourons à une solution de contournement.

Vous avez déjà reçu un pigment de chrome vert. Si vous n'avez pas mis cette expérience, gardez à l'esprit que le vert de chrome est vendu dans les magasins. Faire fondre l'oxyde de chrome avec de la soude dans l'air, c'est-à-dire chauffer le mélange dans une boîte métallique propre. Vous avez du chromate de sodium Na₂CrO₄. Dissoudre dans l'eau, filtrer et acidifier avec de l'acide sulfurique ; le chromage peut être effectué dans cette solution. Bien sûr, si vous avez du chromate de sodium prêt, il n'est pas nécessaire de le faire cuire.

Un petit objet que vous allez chromer, traiter comme d'habitude avec du papier de verre, dégraisser, décaper avec une solution d'acide faible et rincer. Ce sera la cathode, connectez-la au pôle négatif de la source de courant. L'anode est inerte, par exemple en graphite. Démontez l'ancienne batterie et retirez la tige de graphite de celle-ci.

Pour obtenir suffisamment de courant pour le chromage, vous devez prendre une batterie ou plusieurs batteries pour une lampe de poche. Choisissez vous-même l'heure de l'expérience et le courant requis. À la fin de l'électrolyse, retirez la pièce de l'électrolyte, rincez-la soigneusement et polissez-la avec un chiffon avec de la poudre dentifrice.

Auteur : Olgin O.M.

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En explorant la structure moléculaire de l'eau refroidie presque jusqu'au point de congélation à l'aide de rayons X, les scientifiques ont découvert la présence de deux types de liquide dans le volume d'eau, à haute densité et à densité inférieure, différant l'un de l'autre par la position spatiale de molécules d'eau et leur nombre par unité de volume. Ce fait constitue la première preuve de la théorie avancée par Anders Nilson il y a quelques années, selon laquelle toute l'eau sur Terre est en mouvement constant, passant d'une forme à une autre. Et ces transitions de phase, qui affectent des volumes d'eau infinitésimaux, ne durent que quelques picosecondes.

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On ne sait toujours pas exactement à quoi peuvent mener les découvertes faites par les scientifiques suédois. Cependant, une meilleure compréhension des propriétés de l'eau pourrait conduire au développement de technologies nouvelles et plus efficaces pour la purification et le dessalement, qui à leur tour seront la solution à l'un des problèmes les plus urgents dans certaines parties du monde.

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