آزمایش علمی | فلز خودتون رو آبکاری کنید!

پیرو زنده نگه داشتن روحیه آزمایشگاهی خودم امروز دوباره سراغ یک آزمایش دیگه رفتم. آزمایشی که شاید اون رو در شیمی دبیرستان خونده باشید. فرایندی به نام آبکاری!

آهنگ پیشنهادی هنگام مطالعه:

https://www.aparat.com/v/E78mC/

خوب. آبکاری یا آب‌کاری به فرایندی گفته میشه که یک فلز رو با سطح کمی از فلز دیگه می‌پوشونیم. یعنی انگار قلمو برداشتیم و رنگش کردیم. همون طور که در عکس اول می‌بینید رنگ نمایان شده به رنگ مس هست ولی جنس اصلی کلید فولاده(ترکیب آهن و کربن و کروم و... با مقادیر مختلف). یعنی ما جنس اصلی رو تغییر ندادیم. فقط یک لایه از فلز میهمان روی فلز میزبان کشیدیم.

• ملاحظات لازم:

خوب در این فرایند ما سه جز اصلی داریم. سه جزئی که تقریبا در تمامی فرایند های الکتروشیمیایی همراه شما هستند.یکی الکترود آند هست. رسانایی که قراره به ما جریان بده. برخلاف انتظارتون توی فرایند آبکاری قطبی که به سر مثبت + وصله، آند نامیده میشه. و دیگری قطبی که به سر منفی- وصل هست کاتد نامیده میشه. پس :

قطب مثبت: آند

قطب منفی: کاتد

اما جز سومی که در این محیط نقش بازی می‌کنه الکترولیت نام داره. به تمام محیط های رسانای مایع که رسانندگی بیشتر از آب دارند الکترولیت گفته میشه. محیطی که برای ما نقش همون نامه نگاری شیرین فرهاد رو داره. اع چرا گفتم شیرین فرهاد؟ مگه خسرو شیرین نبودند؟نه! ایندفعه قراره یکی فدای یکی دیگه بشه.

خوب بیایم یکم دلبری کنیم. چطوری؟ بخشی از فرهاد رو بفرستیم برای شیرین. برای این کار نیاز به چی داریم ؟

یک عدد فرهاد
یک عدد شیرین
کمی هم جوش شیرین

بی‌مزه هم خودتونید. واقعیت امر اینه که شما جز اینا به چیز دیگه نیاز ندارید. مگه غیر اینه باید با اوج عشق به کار بچسبیم؟

اما موارد لازم برای آبکاری واقعی :

(برای آبکاری نیازه فقط یکی از مواد دستور های پایین را فراهم کنید.)

دستور شماره 1:

• دو عدد تیکه فلز خالص از فلز های با رسانندگی بالا (مثل مس یا کروم)
• فلز میزبان (ترجیحا آبکاری نشده)
• نمک آشپزخونه به مقدار نیاز (همون جوش شیرین هم میشه ها)
• جریان برق کم یا چند عدد باتری

دستور شماره 2:

• یک عدد تیکه فلز خالص از فلز های با رسانندگی بالا (مثل مس یا کروم)
• فلز میزبان (ترجیحا آبکاری نشده)
• نمک فلزی که استفاده شده ( مثال برای مس : CuSO4)

این روش‌ها فقط در مرحله اول فرق دارند. بقیه روند مشابه هست.

خوب. باید بگم من هر دو راه رو برای مس رفتم. ولی توی راه دوم جای استفاده از مس سولفات خالص از سولفوریک اسید استفاده کردم که ترکیبش با الکترود مس همون مس سولفات رو آزاد می کنه.

من برای فلز میزبان، کلید انتخاب کردم. کلید ها معمولا از فولاد ساخته میشن که آلیاژ خوبی برای آبکاریه.

آماده سازی تولید کننده جریان

برای انجام این آزمایش به برقی بین 6-12 ولت نیازمندیم. البته از این بالاتر هم میتونه کمک کننده باشه. ولی از اونجایی که خطرناکه ما هم بچه های خوبیم دست به چیزای خطرناک نمی‌زنیم. دقت کنید جریان مستقیم باشه.

برای تهیه این مقدار می‌تونیم از باطری استفاده کنیم و یک مدار بسازیم. من خودم یک ترانس 12 ولتی داشتم.

پس از آماده سازی یک سر سیم ها منفی و سر دیگه مثبته که باید به یاد داشته باشید.

تولید محلول الکترولیت

برای دستور اول

آنقدر نمک در آب حل می‌کنیم که به حد سیر شوندگی(یعنی دیگه نمک حل نمیشه) برسه. با این کار نامه‌های فرهاد بهتر و رساتر به دست شیرین میرسه. به جای نمک میشه از جوش شیرین (NaHCO3) هم استفاده کرد.(خودم آزمایش نکردم ولی تئوریکی از نمک آشپزخونه بهتره)

بعد از اینکه محلولمون آماده شد دو تیکه اون فلز خالصمون رو توی ظرف محلول گذاشته و مطمئن می‌شیم بهم وصل و متصل نشده باشند. سپس جریان رو بهشون وصل می‌کنیم. این خیلی مهمه که جنس دو الکترود دقیقا از یک چیز باشه.

فلز خالص من مس بود که از داخل سیم در آورده و دور یک تیکه چوب پیچیده بودم. سیم های مرغوب از فلز خالص مس هستند که رسانایی بالایی داشته باشند. البته در یک آزمایش اون سه پر داخل آرمیچر هم استفاده کردم که چیز نسبتا خوبی در اومد.

چیزی در حدود 2 الی 5 ساعت صبر می‌کنیم تا یون های مس سرتاسر محلولمون پخش بشه. به نتیجه به دست اومده الکترولیت میگن. الکترولیت ها معمولا خوش رنگ هستند. مثلا مس معمولا سبزآبی تولید میکنه. یا نیکل سبز فسفری. گرچه میتونه در کنار نمک‌های دیگه رنگ های دیگه‌ای هم از خودشون نشون بدن. البته بعضی از الکترولیت فلزات کلا رنگی ندارن مثل زینک(روی).

برای دستور دوم

فقط کافیه نمک فلز رو توی آب حل کنیم.

پیشنهاد نمک برای مس : کات کبود یا CuSO4

آماده سازی الکترودها و شروع فرآیند

پس از اینکه الکترولیت رو تهیه کردیم حالا باید فلز میزبان و فلز مهمان رو توی اون بذاریم. فلز میهمان همون فلز خالصیه که الکترولیتش ساخته شده. فلز میزبان هم به انتخاب خودمون میتونه باشه. حالا اون‌ها رو طوری توی محلولمون می‌ذاریم که با هم تماس نداشته باشند.

حالا فقط کافیه آند و سر مثبت جریان رو به فلز مهمان (مس) وصل کنیم. کاتد و سر منفی رو در تماس فلز مهمان(کلید) قرار بدیم. برای تشخیص بهتر جریان، اون الکترودی که دورش گاز جمع میشه باید سر منفی و کاتد باشه که در اون فلز میزبان رو میذاریم.

در انتها پس از مدتی که تغییر رنگ کامل شد الکترود رو با آب شستشو بدین و بذارید کامل خشک بشه ( دستمال نکشید!)

توجه ها:

• میله های الکترود نباید بهم وصل شده باشند.
• از اینکه الکترود آند خالص باشند اطمینان حاصل کنید. وگرنه به خوبی آبکاری رخ نمیده.
• اگر با اسید کار می کنید حتما موارد ایمنی را رعایت کنید.
• اگر این آزمایش رو انجام می‌دید حتما برای وصل کردن مدار یا کار با برق توجه و احتیاط لازمه رو داشته باشین.

اگر سوالی داشتید حتما بپرسید. خوشحال میشم بتونم جواب بدم

.

بعضی از سودجویان و عرصه‌کنندگان تصفیه آب، با تولید الکترولیت رنگی با آب لوله کشی(که املاح زیادی داره) اون رنگ رو به کثیفی آب ربط میدن که این صرفا یک کلاه برداری علمیه.(اون رنگ بیشتر بخاطر الکترودهاست) مواظب باشید سرتون کلاه نره :) طی تحقیقات علمی ثابت شده آب شهری که در حد مناسب املاح داره برای سلامتی بدن مفید تر از آب تصفیه است.

استیون هاوکینگ : خطرناک تر از جهل، توهم به دانستن است

یکم از این ویدیوهای کلاه برداری ببنیم و به حماقت و جهل و سودجویی لعنت بفرستیم:

https://www.aparat.com/v/gfhxw

https://www.aparat.com/v/HuiB6

لجن؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟؟ به یون Fe 3+ میگه لجن :)))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))))

اینم رنگ چند تا الکترولیت:

به پایان آمد این دفتر، حکایت همچنان باقیست....