Бесплатная техническая библиотека

Гальваностегия. Химические эксперименты

Занимательные опыты дома / Опыты по химии для детей

 Комментарии к статье

После анодирования алюминия естественно будет перейти к очередным электрохимическим опытам, благо под рукой есть и электролитическая ванна, и источник тока, и ключ с реостатом. В этих экспериментах мы будем извлекать металл из раствора и наносить его на поверхность. Этот процесс называют гальваностегией, а покрытия - гальваническими. Кстати, анодирование алюминия тоже относится к гальваностегии.

Сначала поучимся наносить на стальную поверхность медь. Меднение очень распространено в промышленности, и не только как самостоятельный процесс, но и (пожалуй, даже чаще) как подготовительная операция перед покрытием другими, более прочными и нарядными пленками - хромовыми, никелевыми, серебряными. Причина в том, что медь, правильно нанесенная, очень прочно держится на стали и выравнивает шероховатости и дефекты его поверхности, а другие металлы, в свою очередь, хорошо осаждаются на медной пленке. Казалось бы, все просто: обработал стальную деталь раствором медного купороса, более активное железо вытеснило медь из раствора, и она осела на поверхность. Действительно, так и будет (можете проверить, опустив чистый гвоздь в раствор CuSO₄). Но слой меди на поверхности очень рыхлый - его легко стереть даже тряпкой. А при электрохимической обработке медный слой получается ровным и прочным.

Вот очень простой способ меднения. С одного конца мягкого многожильного провода снимите изоляцию и растеребите тонкие медные проволочки, чтобы получилась "кисть". Для удобства работы привяжите ее к деревянной палочке или карандашу, а другой конец провода подсоедините к положительному полюсу батарейки для карманного фонаря. Электролит - концентрированный раствор медного купороса, желательно слегка подкисленный, - налейте в широкую склянку, в которую удобно будет макать "кисть".

Подготовьте стальную пластинку или другой небольшой предмет, желательно с плоской поверхностью. Протрите его мелкой наждачной шкуркой и обезжирьте, прокипятив в растворе стиральной соды. Положите пластинку в ванночку или кювету и подсоедините ее проводом к отрицательному полюсу батарейки. Схема собрана, осталось только ввести электролит.

Обмакните "кисть" в раствор медного купороса и проведите ею вдоль пластинки, стараясь не дотрагиваться до поверхности; работайте так, чтобы между пластинкой и кистью был всегда слой электролита. Проводки все время должны быть смочены раствором. На глазах пластинка будет покрываться красным слоем металлической меди. На обработку маленькой детали уйдут считанные минуты. Если же поверхность побольше, то потребуется не только дополнительное время, но и дополнительная батарейка; соедините ее с первой параллельно. Когда покрытие нанесено, высушите деталь на воздухе и матовый слой меди натрите до блеска шерстяной или суконной тряпкой.

Кстати, этот опыт можно ставить и с алюминиевой, и с оцинкованной пластинкой. Такой процесс, при котором деталь не опускают в электролитическую ванну, а обрабатывают снаружи небольшими участками, добавляя все время электролит, порой используют и на практике, особенно в тех случаях, когда деталь настолько велика, что для нее не подберешь подходящей ванны. Например, когда надо подновить покрытие на обшивке океанского корабля...

Впрочем, если детали невелики, их обычно все же погружают в ванну с электролитом - это быстрее и удобнее. Вот как это делают при никелировании стали, или, точнее, перед никелированием, ибо без предварительного меднения в этом случае не обойтись.

Металлический предмет, который вы решили покрыть никелем (пусть это будет водопроводный кран или табличка для двери), обработайте, как обычно, наждачной бумагой, чтобы удалить оксидную пленку, протрите щеткой, как следует промойте водой, обезжирьте в горячем содовом растворе и промойте еще раз. В банку или стакан опустите на проволочках (лучше медных) две медные пластинки - аноды. Между ними на проволочке же подвесьте деталь (все эти проволочки, напоминаем, удобнее всего обмотать вокруг карандаша и положить его на края банки). Те проволочки, которые идут от медных пластинок, соедините вместе и подключите к положительному полюсу источника тока, а деталь - к отрицательному; включите в цепь реостат или радиосопротивления на 200-300 Ом, чтобы регулировать ток, и миллиамперметр (тестер). Источник постоянного тока - две-три батарейки для карманного фонаря, соединенные параллельно, или аккумулятор с напряжением не более 6 В.

Раствор электролита - 20 г медного купороса и 2-3 мл серной кислоты на 100 мл воды - налейте в стакан, раствор должен полностью покрыть электроды. Пользуясь реостатом или подбирая сопротивления, установите ток от 10 до 15 мА на каждый квадратный сантиметр поверхности детали. Минут через двадцать выключите ток и выньте деталь - она покрыта тонким слоем меди. Электролит меднения не выливайте, он еще пригодится.

Далее - собственно никелирование. Приготовьте новый электролит (30 г сульфата никеля, 3,5 г хлорида никеля и 3 г борной кислоты на 100 мл воды) и налейте этот электролит в другой стакан. Для никелирования нужны никелевые электроды. Опустите их в электролит, соберите схему так же, как при меднении, и включите ток, вновь примерно на двадцать минут. Выньте деталь, промойте и просушите ее. Она покрыта сероватым матовым слоем никеля. Чтобы покрытие приобрело привычный блеск, его надо отполировать.

Электролит для хромирования содержит обычно хромовую кислоту. Но так как этой кислоты у вас, вероятно, нет, прибегнем к обходному маневру.

Вы уже получали зеленый хромовый пигмент. Если же вы не ставили тот опыт, то имейте в виду, что хромовый зеленый продается в магазинах. Сплавьте оксид хрома с содой на воздухе, т. е. нагрейте смесь в чистой металлической банке. Вы получили хромат натрия Na₂CrO₄. Растворите его в воде, профильтруйте и подкислите серной кислотой; в этом растворе можно проводить хромирование. Разумеется, если у вас есть готовый хромат натрия, готовить его излишне.

Небольшой предмет, который вы собираетесь хромировать, обработайте как обычно наждачной бумагой, обезжирьте, протравите слабым раствором кислоты и промойте. Он будет катодом, подсоедините его к отрицательному полюсу источника тока. Анод нужен инертный, например, графитовый. Разберите старую батарейку и извлеките из нее графитовый стержень.

Чтобы получить ток, достаточный для хромирования, надо взять аккумулятор либо несколько батареек для карманного фонаря. Время опыта и требуемый ток подберите самостоятельно. По окончании электролиза выньте деталь из электролита, тщательно промойте ее и отполируйте до блеска тряпочкой с зубным порошком.

Автор: Ольгин О.М.

 Рекомендуем интересные опыты по физике:

▪ Загадка темных полос

▪ Вода выливается вверх

▪ Фотоаппарат с дыркой

 Рекомендуем интересные опыты по химии:

▪ Кости - в дело

▪ Цветные картинки с помощью жидкого стекла (или силикатного клей)

▪ Серебряное зеркало из нитрата серебра и глюкозы

Смотрите другие статьи раздела Занимательные опыты дома.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Теплоизоляция из конопли снова разрешена 29.08.2026 Строительная отрасль все активнее обращается к материалам, способным одновременно хорошо сохранять тепло, регулировать влажность и снижать углеродный след зданий. Одним из таких решений может стать смесь на основе промышленной конопли и извести. В США технология hemp-lime construction, долгое время остававшаяся за пределами массового строительства из-за законодательных ограничений, получила официальное признание и теперь может применяться при возведении некоторых жилых домов без индивидуальных инженерных согласований. Изменения вошли в Международный жилищный кодекс 2024 года после одобрения Международным советом по нормам строительства. Новые положения распространяются на односемейные и двухсемейные жилые дома и устанавливают требования к соотношению компонентов и толщине конструкций. Таким образом, строителям больше не приходится каждый раз доказывать возможность применения конопляно-известковой смеси посредством отдельных специальных согласований. История этого материала в США оказалась тесно связана с законодательством о каннабисе. Почти 90 лет промышленная конопля фактически находилась под серьезными ограничениями, поскольку федеральные нормы не проводили четкого разграничения между не содержащими значительных количеств психоактивных веществ сортами и марихуаной. Перелом произошел после принятия Farm Bill в 2018 году, который на федеральном уровне отделил промышленную коноплю от марихуаны. После этого US Hemp Building Association начала продолжительную работу по сбору результатов испытаний и разработке архитектурных стандартов, необходимых для включения материала в строительные нормы. Основой hemp-lime служит hurd - внутренняя древесная часть стебля растения, остающаяся после отделения наружных волокон. Ее соединяют с гидратированной известью и водой, после чего известковое вяжущее обволакивает пористые частицы и формирует легкую структуру. Во время последующего отверждения известь взаимодействует с углекислым газом из воздуха. В результате карбонизации она постепенно превращается в карбонат кальция, связывая часть углерода внутри строительного материала. Получившаяся конструкция обладает сразу несколькими интересными свойствами. Ее способность ограничивать передачу тепла может быть до 15 раз выше, чем у стандартного бетона, благодаря чему материал способен выполнять функцию эффективной теплоизоляции. При этом пористая структура работает как своеобразный регулятор влажности: при повышенной влажности она поглощает водяной пар, а при более сухом воздухе постепенно отдает его обратно. Такая способность снижает вероятность накопления жидкой влаги внутри стены, а высокая щелочность известкового вяжущего создает среду, неблагоприятную для плесени и многих насекомых. Однако полностью универсальным строительным материалом конопляно-известковую смесь назвать нельзя. В частности, ее не рекомендуют использовать в фундаментах, расположенных ниже уровня земли, поскольку продолжительный непосредственный контакт с влажной почвой способен негативно повлиять на известковое вяжущее и органическую составляющую материала. Поэтому технология прежде всего рассматривается для надземных частей жилых зданий, где ее свойства можно использовать наиболее эффективно. Еще одно преимущество связано с углеродным балансом. Промышленная конопля во время роста поглощает CO2 посредством фотосинтеза и накапливает углерод в растительной ткани. В некоторых случаях количество поглощенного растением углекислого газа может превышать выбросы, возникающие при выращивании, переработке и транспортировке сырья. После превращения стеблей в строительный материал этот углерод остается связанным в конструкции на протяжении всего срока эксплуатации здания, поэтому hemp-lime потенциально способен демонстрировать близкий к углеродно-отрицательному профиль. Главным препятствием для широкого распространения технологии пока остается инфраструктура. Во многих районах Северной Америки недостаточно специализированных декортикаторов - промышленных установок, отделяющих твердые наружные волокна стебля от внутренней сердцевины. Поэтому первые американские проекты нередко использовали импортированный hurd из европейских стран, где выращивание промышленной конопли сохраняло законный статус. Сейчас внутренние производственные мощности постепенно увеличиваются, а инвестиции направляются в сельскохозяйственные и перерабатывающие центры. Параллельно архитектурные компании создают готовые конопляные блоки и разрабатывают технологии напыления смеси, которые могут существенно сократить объем ручного труда. Традиционный способ строительства требует вручную укладывать и уплотнять влажный материал во временной деревянной опалубке.

Другие интересные новости:

▪ Флеш-память из органических материалов

▪ Браслет стреляет антисептиком

▪ Европейские сети 100 Гбит/с

▪ Нюх динозавров

▪ Витамины группы В с Омега-3-жирными кислотами замедляют старение мозга

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Домашняя мастерская. Подборка статей

▪ статья Кванты. История и суть научного открытия

▪ статья Носил ли кто-нибудь из европейских правителей желтую звезду в знак солидарности с евреями? Подробный ответ

▪ статья Жостер слабительный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Охранные устройства и сигнализация объектов. Справочник

▪ статья Приемник персонального радиовызова для диапазона 148...174 МГц. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026