Как растворить медь в домашних условиях - GazSnabStroy.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Как растворить медь в домашних условиях

lmplex › Блог › Безопасный общедоступный состав для травления меди в домашних условиях

Многие из нас занимаются травлением плат, пожалуй, с подросткового возраста. Рецепты предыдущих поколений известны и используются десятками лет.

Все известные методы обладают как индивидуальными, так и общими недостатками, усугубляемыми отсутствием собственной оборудованной мастерской, закрытой для доступа любопытных домашних питомцев и родственников. Практически не удаляемые пятна, неприятный запах, общая опасность некоторых используемых реактивов и прочие причины влекут за собой необходимость оправдываться и доказывать очевидную вещь – пользу от занятий радиолюбительством.

Помимо прочего в самый неподходящий момент, так сказать на взлёте деятельной активности, вдруг не оказывается нужных компонентов, или оказалось, что они уже пришли в негодность. Порой, быстро и в доступных точках продаж, найти привычные или, вообще, любые реактивы и вовсе не представляется возможным, что влечёт за собой потери целых дней творчества…

Однако всё в этой жизни меняется… Растём мы, растут и наши запросы, увеличиваются рабочие напряжения и токи. И вот мы уже меняем медь 32 мкм на медь 105 мкм и длительность, и расход реактивов, и качество процесса нас не устраивают.

Для начала, рассмотрим, так сказать классику. Нетерпеливые могут, конечно, пропустить

уже известное и много где упомянутое, и начать с п.5. Но, думаю, краткое изложение по схеме: уравнение реакции, анализ течения с указанием окислительно-восстановительных потенциалов (далее по тексту ОВП), достоинства и недостатки, создадут более полную картину.

Следует заметить, что мы ориентируемся на нормальный ОВП а именно рассчитанный по справочным данным при активности как самого реактива, так и продуктов реакции равной 1 экв./литр.

Итак, с п.1 по п.4 рассматриваем классику:

1. Травление меди раствором хлорного железа.

Рис. 1 1 -стандартная упаковка; 2 — шестиводное хлорное железо; 3 — безводное хлорное железо (растворяется в воде со спецэффектами, но получаемый раствор аналогичен раствору из водного железа); 4- раствор в начале травления; 5 — отработанный раствор хлорного железа; 6 — меднёный гвоздь.

Движущая сила (разность нормальных ОВП потенциалов) для этой реакции составляет:

Это не так уж и мало, но, потенциал и скорость процесса сильно уменьшаются по мере накопления в растворе продуктов реакции, что наверняка было всеми замечено. Поработавший раствор травит медь заметно медленнее, чем свежий.

Некоторые пытаются «оживить» отработанный раствор, осаждая из него медь гвоздями, скрепками и т.п., получая, сначала прозрачный зеленовато-голубоватый раствор, очень медленно превращающийся, при доступе воздуха, в ни к чему непригодную «чёрную жижу», которая, при утилизации, разукрашивает сантехнику в цвета ржавчины. Однако удаление меди из отработанного раствора, совершенно бесполезно, поскольку вместо неё в растворе прибавляется хлорид закисного железа FeCl2, который растворять медь не способен в принципе. Вопрос регенерации ХЖ решило бы добавление соляной кислоты, но если у вас она есть, и работать с ней вы согласны, то вам совершенно не нужно отработанное ХЖ, об этом ниже.

Достоинства:
— умеренная скорость травления меди.
— использование единственного основного компонента, а именно хлорного железа.
— простота изготовления раствора «на глаз», главное, что бы концентрация была достаточной.
— не критична температура окружающей среды.

Недостатки:
— Скорость травления и ОВП раствора заметно снижаются по ходу процесса.
— Большим минусом этого метода можно назвать невысокую доступность хлорного железа для рядового радиолюбителя.
— Относительная дороговизна, порой на рынках заламывают немалую цену за мелкую фасовку.
— Также, немалым минусом являются трудноудаляемые пятна, которые оставляет хлорное железо на всём, с чем только не соприкоснётся. Одежда портится, обычно, необратимо.
— ХЖ заметно летуче, особенно при нагревании, плохо хранится (гидролизуется) при доступе воздуха, склонно вылезать из негерметичной тары, загрязняя собой и продуктами своего гидролиза все окружающие предметы.

2. Травление медным купоросом с солью.

Рис. 2 1 — варианты фасовки; 2 — соль и медный купорос; 3 — раствор бирюзового цвета до травления; 4 — отработанный раствор медного купороса.

Тут ключевую роль играет хлорид натрия (соль), поскольку, медь с медным купоросом практически не реагирует.

Движущая сила для этой реакции получилась немного меньше чем, у раствора хлорного железа — около 0,40 В. Следует заметить, что в процессе травления, на поверхности меди образуется осадок продукта реакции – нерастворимый хлорид меди(I) CuCl. Для успешного проведения травления просто необходим значительный избыток NaCl и подогрев, которые помогают справиться с этой напастью.

Несмотря на то, что отработанный раствор напоминает «чёрную жижу», он поглощает кислород из воздуха, и при подкислении, может быть регенерирован.

Достоинства:
— доступность медного купороса, широко применяемого в сельском хозяйстве, как средство защиты растений.
— в отличие от ХЖ не оставляет таких пятен и разводов. Пятна получаются другого цвета – синие. Но, они легко удаляются уксусом.

Недостатки:
— Медный купорос ядовит.
— В последнее время цена медного купороса бьет рекорды, в отличие от размеров фасовки, которые систематически уменьшаются.
— Требуется подогрев раствора для быстрого протекания реакции.
— Невысокая скорость травления.

3. Травление персульфатами (персульфат аммония или персульфат натрия).

Рис. 3 1 — упаковка и персульфаты россыпью; 2 — раствор до травленя прозрачен, после травления голубой ибо является раствором медного купороса и сульфата натрия.

Весьма интересная система, поскольку, казалось бы, одно вещество (персульфат чего-нибудь) — на самом деле, в процессе травления, распадается на три: перекись водорода, серную кислоту и не участвующий ни в чем сульфат натрия или аммония. Об этом факте говорит необходимость существенного подогревания раствора персульфата, которое необходимо для его гидролиза.

Движущая сила процесса, казалось бы бьёт рекорд 1,43 В! Вот только, практически, такой потенциал не достигается, поскольку персульфат, даже при нагревании его раствора не гидролизуется мгновенно и полностью.

Достоинства
— Высокий ОВП
— Высокая скорость травления
— Не оставляет грязных пятен
— Однокомпонентный состав

Недостатки
— Доступность заметно ниже чем у ХЖ
— Вместо пятен, склонен отбеливать и делать дырки в ткани.
— Требуется подогрев
— Применяются растворы высоких концентраций, поскольку больше половины массы реактива, в итоге, составляет балластный сульфат.

4. Травление перекисью водорода в соляной кислоте

Рис. 4 1 — 3% раствор перикиси водорода (аптеки); 2 — таблетки гидроперита (помимо медицины используются для отбеливания волос крашеными блондинками); 3 — соляная кислота — отлично портит вещи и раздражает кожу в то же время содержится в желудке ввиде от 0,4 до 0,6% раствора.

Перекись водорода уже присутствует в своей максимальной концентрации, что позволяет достигнуть максимального ОВП в 1,43 В.

В присутствие соляной кислоты или хлоридов реакция растворения меди протекает через образование промежуточного продукта CuCl, который не успевает выпасть в осадок и быстро окисляется далее. Образование этого продукта заметно понижает потенциал окисления меди, что существенно облегчает течение реакции. т.е. хлориды в данной системе являются катализатором.

Достоинства
— Самая высокая скорость травления из всех рассматриваемых.
— Не оставляет грязных пятен
— Процесс быстро протекает при комнатной температуре.
— Высокая доступность: перекись можно купить в аптеке, а вместо соляной кислоты годится подсоленный аккумуляторный электролит.

Недостатки
— Использование сильных кислот неизбежно приводит к дыркам в штанах и последующему разбору полётов.

и вот тут мы подходим к самому интересному:

5. Травление меди перекисью водорода в присутствие лимонной кислоты.

Рис. 5 1 — 20ти грамововая упаковка; 2 — россыпь лимонной кислоты; 3 — 15ти граммовые упаковки.

Анализ двух предыдущих методов (см. п.3 и п.4) привёл меня к выводу, что природа, используемой совместно с перекисью водорода, кислоты имеет малосущественное значение, и будет оказывать влияние только на скорость травления меди. Это значит, что можно использовать любую походящую кислоту, которая не окисляется перекисью водорода, например (роюсь в кухонном шкафчике) лимонную, ну или уксусную – но отставим пока уксус из-за неприятного запаха.

Выбор лимонной кислоты вызван тем, что она: доступна, имеет достаточную силу и не пахнет. Более того, лимонная кислота образует прочнейший комплекс с медью, что исключает всякое влияние продуктов реакции на её скорость! А для ускорения процесса следует добавить не расходующийся хлорид натрия.

Движущая сила процесса, внимание: 1,775 В, что является абсолютным рекордом!

Достоинства
— Весьма высокая скорость травления.
— Не оставляет грязных пятен
— Процесс быстро протекает при комнатной температуре.
— Не требуется труднодоступных реактивов: 3% перекись продаётся в аптеке, лимонная кислота – в гастрономе, а соль можно найти на любой кухне
— Травильный раствор безопасен для тела и одежды
— Это самый дешевый метод травления меди!

Недостатки, куда же без них.
— Средний цитрат меди малорастворим и может выпасть в осадок в т.ч. на поверхность травления. Для предотвращения возникновения проблемы не следует экономить лимонную кислоту.

Рекомендуемый способ приготовления травильного раствора:

В 100 мл аптечной 3% перекиси водорода растворяется 30 г лимонной кислоты и 5 г поваренной соли. Этого раствора должно хватить для травления 100 см2 меди, толщиной 35мкм.

Соль при подготовке раствора можно не жалеть. Так как она играет роль катализатора, то в процессе травления практически не расходуется. Перекись 3% не стоит разбавлять дополнительно т.к. при добавлении остальных ингредиентов её концентрация снижается.

Чем больше будет добавлено перекиси водорода (гидроперита) тем быстрее пойдёт процесс, но не переусердствуйте — раствор не хранится, т.е. повторно не используется, а значит и гидроперит будет просто перерасходован. Избыток перекиси легко определить по обильному «пузырению» во время травления.

Однако добавление лимонной кислоты и перекиси вполне допустимо, но рациональнее приготовить свежий раствор.

Вы можете использовать вместо лимонной и уксусную кислоту, но неприятный запах и меньшая скорость травления могут вас не устроить. ОВП реакции с уксусной кислотой 1,35В – что в принципе не так уж и мало, например в сравнении с ХЖ.

Напомню для тех кто только начинает:

— Для приготовления всех травильных растворов необходимо использовать пластиковую либо стеклянную посуду.
— Подогрев растворов следует проводить на водяной бане или специально предназначенными приспособлениями.
— Все растворы полученные после травления ядовиты из-за высокого содержания меди.
— Соблюдайте технику безопасности при работе с сильными кислотами.
— Утилизация отработанных растворов допустима путём выливания в общую канализацию.
— После травления плату следует ополоснуть слабым раствором уксуса и тёплой водой.

Способы травления меди в домашних условиях в закладки 6

Многие химики говорят о том, что травление меди лучше всего проводить в лабораторных условиях, поскольку данный процесс подразумевает использование различных кислот, опасных для человеческого организма. Однако иногда возникают ситуации, когда подобную процедуру необходимо осуществить в срочном порядке.

Техника безопасности

Для начала хотелось бы сказать несколько слов о том, насколько важно соблюдать правила техники безопасности во время работы с химическими реагентами. Даже специалист не должен ими пренебрегать, поскольку малейшая ошибка может привести к печальным последствиям. Вот список правил, которые следует соблюдать при травлении меди кислотами:

  • процедура должна проводиться в хорошо проветриваемом помещении;
  • во время работы необходимо использовать защитные перчатки и очки;
  • под рукой должны всегда находиться салфетки и чистая проточная вода;
  • при попадании реагента на кожу необходимо немедленно обратиться к врачу;
  • если вы не уверены в своих расчетах, то процедуру лучше вовсе не проводить.

Если так случилось, что кислота попала вам на руку, то окажите себе первую помощь, обработав пораженный участок водой – это значительно нивелирует действие кислоты, однако даже после этого следует обратиться к специалисту за помощью, особенно если кожа покрылась пятнами красного цвета.

Травление хлорным железом

Существует огромное количество растворов для травления меди, которые подойдут для использования в домашних условиях. Например, одним из самых оптимальных вариантов, который известен каждому школьнику, является раствор хлорного железа. Вот список основных преимуществ этого способа перед остальными:

  • стабильная скорость химических процессов – важно для химика-новичка;
  • для проведения травления потребуется только один элемент – хлорид железа;
  • количество хлорида железа в растворе не влияет на скорость травления;
  • можно не учитывать температуру окружающей среды.
Читайте также:  Вредна ли медь для организма

Главным недостатком подобного способа является то, что хлорное железо стоит довольно дорого, да и приобрести его можно по большей части только на черном рынке. Однако если вам удастся достать подобный химический элемент, то можете смело проводить эксперимент, не опасаясь за недостаток опыта или знаний.

Медный купорос и соль

Травление меди медным купоросом – это один из самых простых способов придать меди характерный отблеск. Приобрести активное вещество можно в любом хозяйственном магазине по достаточно низкой цене. Кроме того, остатки медного купороса практически наверняка пригодятся в хозяйстве. Однако подобный способ обладает и довольно широким списком недостатков:

  • при неправильном использовании вещество может нанести вред человеку;
  • при длительном применении реагента медь превратится в порошок;
  • скорость реакции во многом зависит от температуры жидкости.

Однако нельзя не упомянуть тот факт, что, в отличие от хлорного железа, медный купорос достаточно просто выводится уксусной кислотой с любого предмета интерьера или одежды. Поэтому можете не бояться запачкать свой новый халат в процессе травления, поскольку почистить его не составит труда.

Травление персульфатами

Персульфат аммония – это довольно известный химический реагент, который по внешнему виду очень сильно напоминает обычную пищевую соль и может быть использован для травления меди. Однако сразу же стоит упомянуть, что после подобной процедуры на металле останется особый налет, который придется удалять вручную. Ну а список достоинств травки таким способом выглядит примерно так:

  • персульфат аммония абсолютно безвреден для одежды предметов интерьера;
  • для полноценной химической реакции хватит одного ключевого элемента;
  • достаточно высокая скорость химической реакции.

Хотя насчет первого пункта следует сделать одно важное уточнение. Реагент безвреден лишь в том случае, если попадет на одежду или предмет в незначительном количестве. В больших объемах он способен прожигать мягкие ткани и даже плоть.

Соляная кислота и перекись водорода

Пожалуй, самый бюджетный способ проведения эксперимента в домашних условиях. Травление меди перекисью водорода и соляной кислотой – это именно то, с чего следует начинать новичку, поскольку перекись можно купить в любой аптеке, а соляная кислота может быть легко заменена аккумуляторным электролитом. Кроме того, обратите внимание не список из следующих преимуществ:

  • самая высокая скорость протекания реакции из всех перечисленных способов;
  • реакция достаточно хорошо протекает при обычной комнатной температуре;
  • при попадании на ткань или кожу раствор не оставляет заметных следов.

Что касается недостатков, то он лишь один – сильная концентрация соляной кислоты может сказаться на здоровье человека, особенно если экспериментатор пренебрегает основными правилами техники безопасности. Поэтому следует уделить особое внимание подготовке раствора, прежде чем приступать к процессу травления.

Лимонная кислота и перекись водорода

Травление меди лимонной кислотой – тоже довольно известный способ, который не принесет человеку практически никакого вреда в случае неаккуратного обращения с реагентами. Однако ход реакции может довольно сильно замедлиться при чрезмерной концентрации лимонной кислоты. Ну а список достоинств выглядит примерно так:

  • при правильном применении скорость химической реакции достаточно высокая;
  • низкая стоимость ключевых элементов – реагенты обойдутся в 30 рублей;
  • раствор не требует дополнительного подогрева.

Также не следует забывать о доступности всех необходимых элементов. Например, лимонную кислоту можно приобрести в любом супермаркете, а перекись водорода продается без рецепта в любой аптеке вашего города. Также такой раствор безопасен для человека, если не учитывать попадания в глаза.

Приготовление растворов в домашних условиях

Итак, после внимательного взвешивания всех за и против следует выбрать оптимальный способ травления и приготовить раствор для эксперимента. Еще раз обращаем ваше внимание на соблюдение техники безопасности во время химического эксперимента. Даже если у вас есть большой опыт в обращении с реагентами, пренебрегать собственной безопасностью не следует, поскольку это может закончиться очень печально. Например, ни в коем случае не добавляйте в раствор больше реагентов, чем рекомендуется, ведь это может не только привести к проблемам со здоровьем, но и полностью уничтожить дорогостоящее медное изделие. Более подробную информацию о том, как изготовить тот или иной раствор в домашних условиях, вы найдете в следующих разделах.

Готовим раствор хлорного железа

Итак, для изготовления раствора вам для начала потребуется обзавестись чистой стеклянной емкостью. Настоятельно не рекомендуется использовать даже эмалированное железо, поскольку незначительная царапина на поверхности может привести к реакции хлорного железа с посудой. На дне емкости помещаем небольшое количество ключевого ингредиента. Напоминаем, что весь процесс должен проводиться в перчатках, поскольку попадание хлорного железа на кожу может вызывать повреждение дермы.

Аккуратно кладем медь на железо и заливаем все это дело водой. После этого необходимо закрыть посуду пластиковой крышкой или целлофановым пакетом. Оставляем емкость для травления в любом месте, поскольку реакция не зависит от количества солнечного света или температуры воздуха. Однако не стоит ставить чашу с хлорным железом недалеко от продуктов питания или обеденного стола. Само собой, рекомендуется держать ее подальше от детей.

Приготовление раствора медного купороса

Если вы решили заняться травлением меди с помощью медного купороса, то для этого вам потребуется не только действующее вещество, но и обычная пищевая соль, а также вода и емкость. Все компоненты необходимо смешать между собой в пропорции 1:1 до тех пор, пока не образуется общая консистенция, а соль полностью не растворится в воде. Медь необходимо помещать в открытый сосуд на несколько часов до тех пор, пока она не приобретет характерный блеск.

Не стоит забывать о том, что пары медного купороса могут быть достаточно ядовитыми для человека, поэтому при травлении меди правилами техники безопасности ни в коем случае пренебрегать нельзя. Лучше всего проводить опыты на улице или в хорошо проветриваемом помещении. Также в качестве дополнительной меры предосторожности рекомендуется использовать респиратор, который не даст вредным парам попасть в ваши легкие.

Приготовление раствора из персульфата

Для начала следует найти подходящую емкость. Она должна быть изготовлена из стекла и быть не слишком глубокой (хотя объем по большей части зависят от размеров медного изделия). Насыпаем в сосуд небольшое количество порошка, после чего заливаем его проточной водой. Как только удастся добиться однородной консистенции, кладем в посуду медное изделие и закрываем его крышкой.

Как уже упоминалось ранее, в результате травления меди персульфатами на изделии из драгоценного металла может образоваться налет, который необходимо счистить. Сделать это проще всего при помощи перекиси водорода и соляной кислоты, заранее смешав их между собой. На каждые 100 миллилитров жидкого вещества потребуется положить две таблетки соляной кислоты. После этого в емкость добавляется медь и выдерживается в составе в течение нескольких часов.

Чем почистить медь в домашних условиях

Люди которые сдают цветной металлолом, либо те которые используют в быту медные изделия задаются вопросом как почистить медь от окиси до блеска, а точнее изделия сделанные из него. Всё потому, что старый металл выглядит некрасиво в быту, его нельзя использовать при приготовлении и хранении продуктов питания, также качество сдаваемого металла прямолинейно влияет на его стоимость. Если вы хотите сдать медь в Москве либо в другом городе, то данные способы помогут поднять её стоимость на приёмке со средней, до высокой цены. Всего их существует несколько, каждый из которых доступен в обычных бытовых условиях. В данной статье мы подробно ответим вам на вопрос – как почистить медь в домашних условиях быстро и эффективно от черноты и окиси. Итак приступим.

Способы чистки меди в домашних условиях

Прием меди в Москве на металлолом ведут по достаточно высокой цене за кг (до 376 руб.), но если ваше изделие ещё пригодно для использования или вам просто его жалко сдавать на лом, то нужно его обязательно почистить. Так как медные изделия встречаются в быту и повседневной жизни регулярно, вопрос как сделать медь блестящей и красивой возникает у многих. Также ходим добавить, что при сдаче цветмета, в пункте приема обращают внимание на визуальное качество лома – поэтому с целью поднять цену на медь, её также рекомендуется очистить перед сделкой. Итак перейдём к популярным и эффективным способам очистки меди.

✔ Очистка меди зубной пастой чтобы освежить

Очень популярным является очистка меди при помощи зубной пасты, если её не так много. Данный метод является наиболее дешёвым, но не особо эффективным и подходит только для слабого налёта на поверхности. Чаще всего этот прием используется при очистке медных монет или украшений. Для очистки меди, нужно покрыть её зубной пастой и дать ей полежать в течении суток, после чего очистить поверхность от пасты. Но следует помнить, что необходимо выбирать зубную пасту которая удаляет зубной налёт и камень, потому что она наиболее высокое полезное действие. Можно дополнительно использовать зубную щетку – это эффективно против большинства видов налетов, особенно если обрезать щетину чтобы стала жёстче. Гелевые пасты наименее эффективны против патины на меди, это также следует помнить.

Чистка меди кетчупом или томатной пастой

Данный способ полезен для снятия слабого тёмного налёта, при этом нужно всего лишь заглянуть в холодильник. Очистка кетчупом может использоваться и против слабой ржавчины на стальных и железных изделиях. Для того чтобы медь приобрела красивый цвет, а налет с нее исчез, кетчуп или томатную пасту намазывают на изделие и через два часа зубной щёткой слегка растирают четчуп по изделию, как бы полируя. После процедуры, изделие заливают горячей водой, чтобы смыть остатки налета и загрязнений от кетчупа или пасты. Способ эффективен благодаря высокой кислотности продуктов из томата, но он не поможет справиться с серьезными загрязнениями или при застоявшимся налете на меди.

Почистить медь мыльным раствором

Эффективным методом очистки медных изделий является их обработка мыльным раствором. Приготовить его можно следующим образом:

  1. Использовать можно только хозяйственное мыло – которое сначала нужно приобрести, если в быту не используете его;
  2. Нужно настрогать на терке или ножом мыльной стружки в металлическую тару;
  3. Заливаем чистую воду и нагреваем полученную смесь пока мыло не растворится;
  4. Размешайте состав до сметанообразной массы.

В полученный раствор опустите медное изделие и держите 1-2 дня или до полного очищения. Для ускорения процесса 1-2 раза в неделю чистите изделия зубной щеткой. Предметы, которые очистились полностью, нужно промыть теплой водой и просушить. Это достаточно действенный способ, но необходимо долго ждать.

Лимонная кислота для чистки меди от окисла

Этот метод особенно эффективен против зеленого налета на медных изделиях. На 100г теплой воды, разбавляют 10г лимонной кислоты – в полученный раствор окунают медный предмет и ожидают пока зеленый налет не исчезнет. Помимо простой тёплой воды также можно и прокипятить изделия в этом растворе. Можно использовать и обычный лимон или лайм, натерев половинкой кислого плода медный предмет и оставив его на несколько часов. Кислота отлично растворяет налет на медной поверхности, поэтому она в любом виде подойдет для очистки этого цветного металла. После процедур необходимо тщательно смыть всё тёплой водой и просушить.

Соль + вода + мука + уксус для характерного блеска

Этот метод хорошо подходит для чистки монет и украшений из меди. В равных долях смешивается мука пшеничная, соль поваренная и уксус столовый, до состояния кашицы. В получившийся раствор окуните предмет из меди. Изделие должно полежать в составе некоторое время, после чего его тщательно промывают и вытирают насухо. Способ придает отличительный блеск предметам из меди и очень красивый золотистый оттенок. Таким же методом можно очищать и посуду, предметы интерьера, крупногабаритные медные изделия. Уксус и соль используются в нескольких рецептах, каждый из которых действенен для очистки меди от окисей и налета.

Читайте также:  Искусственное старение меди

Соль с уксусом, чтобы почистить быстро

Быстрый и самый популярный способ, который хорошо подходит для посуды и столовых приборов. Метод подразумевает использование двух активных компонентов, которые помогают исправиться именно с черными пятнами и налетом. В 1 стакане уксуса, разводят 2 столовой ложки соли и еще до того, как соль растворилась, в полученный раствор поместите медные предметы. После этого всю поверхность изделия нужно тщательно протереть раствором из соли и уксуса, после чего промыть под чистой водой и вытереть насухо. Результат будет мгновенный – метод действенный, но требует значительных затрат на соль и уксус, особенно при чистке крупногабаритных изделий из меди. Для полной очистки от сильных загрязнений, можно прокипятить в этом растворе предметы, но использовать следует только тару из нержавеющей стали.

Соль + уксус + лимонная кислота (быстро до блеска)

Раствор из уксуса, соли и лимонной кислоты (или лимонного сока), можно использовать как для замачивания предмета, так и как чистящее средство – в зависимости от состояния меди. Раствор наносится на поверхность, после чего моментально изделие становится блестящим. Это очень эффективный способ, чтобы почистить окислившуюся медь за несколько минут. Приготовить раствор можно в любых пропорциях, главное не жалеть ингредиентов. Если правильно использовать раствор, то его может хватить на большое количество медных изделий. После доведения металла до блеска, его нужно промыть и вытереть насухо тряпкой.

Почистить медь от окиси электролизом

Внимание! Используя данный способ, будьте внимательны, чтобы вовремя достать медь из ёмкости, иначе её можно повредить. Это достаточно сложный процесс, который возможно применять только в случае наличия определенных навыков и оборудования. Для работы потребуется определенный инструментарий:

  • Два зажима (либо можно сделать самодельные);
  • Глубокая посуда из пластмассы или стекла;
  • Адаптер с мощностью 6-18 Ампер;
  • Очищенная вода (лучше дистиллированная);
  • Соль, сода, лимонный сок или кислота;
  • Ложка из нержавейки (запрещено использовать цветные металлы).

Соблюдайте меры безопасности работая с током: используйте резиновые перчатки и защитную маску, либо очки. Подробно как очистить медь электролизом рассказывается в данном видеоролике:

Чем натереть медь до блеска

Если ваше медное изделие чистое, но нужно просто сделать его блестящим либо оно с патиной, но у вас нет доступа к соли, уксусу или лимонной кислоте, можно использовать обычную ткань. Для полировки меди используется плотная ткань (также подойдёт джинсовая) или полотенце с грубыми ворсинками. Многими профессиональными ювелирами используется паста гои, либо зубная паста натирая щёткой изделия, которыми, можно также достичь блеска. Конечно это не имеет высокой эффективности без дополнительных средств, лучше использовать один из растворов, упомянутых выше – так достигнуть блеска получится быстрее. Ведь, как мы уже выяснили, лидерами в очистке меди можно считать именно соль, уксус и лимонную кислоту.

Менее эффективные способы очистки меди

Существуют и другие методы очистки меди до блеска, но они является или менее доступными, либо малоэффективными. Например для очистки от поверхностных загрязнений малоэффективен стиральный порошок, он хоть и не наносит вреда верхнему слою поверхности, и не портит внешнего вида изделия, но практически не очищает поверхность. Также плохим способом обновления данного цветного металла является вываривание в вазелиновом масле – что схоже по действию с мыльным раствором, но требует меньше времени на проведение процедуры очищения. Чистка аммиаком (нашатырным спиртом) эффективна, но она не позволяет изделию из меди получить необходимый блеск, правда моментально очищает от окисей и налета. Хотя с другой стороны придётся это делать на улице, так как данная жидкость имеет резкий непереносимый запах.

Что из себя представляет медь, её особенности и применение

Медь является пластичным, одновременно износостойким и прочным металлом. Он один из популярнейших металлов на планете, применяется в различных сферах нашей жизнедеятельности. Данный металл является самородным и в чистом виде имеет золотисто-розовый цвет.

Сферы применения меди в наше время

Из меди изготавливаются не только провода, трубы, сетки и проволока, но и многие бытовые предметы: турки, монеты, ложки, кубки, кружки, кастрюли, вазы. Из этого цветного металла изготавливают также украшения, музыкальные инструменты и прочие дорогостоящие изделия. Кроме того, это один из основных химических элементов, который используется при изготовлении многих сплавов: бронза, латунь и других. Как химический элемент, данный металл применяют в сельском хозяйстве, для приготовления медного купороса. Медные изделия служат дольше предметов из других сплавов, имеют хорошую теплопроводность, а при специальной обработке, они также могут иметь более высокую прочность.

Почему медь окисляется

Так как медь это металл, он как и все остальные металлы подвергается коррозии, но в отличии от алюминия и железа вступает в реакцию только с воздухом. Вначале медь покрывается тёмным налётом, затем данный металл покрывается зелёной патиной. Данный оксид меди не является нечто похожим на ржавчину, медь покрываясь патиной перестаёт взаимодействовать с кислородом и поэтому дальше не окисляется. Быстрее всего медные изделия подвергаются коррозии во влажной среде, поэтому надо их хранить в сухом месте.

Способ растворения меди

Использование: переработка вторичных отходов, например электронного лома, омедненных отходов металлических циркония и гафния, отходов сверхпроводниковых материалов в медной оболочке. Способ включает перевод меди в раствор азотной кислотой, нейтрализацию выделяющихся оксидов азота, переработку полученных растворов. Растворение меди ведут азотной кислотой с концентрацией не более 270 г/л. Одновременно проводят нейтрализацию оксидов азота непосредственно в растворе предварительно введенным в раствор нитратом аммония. Нитрат аммония вводят в азотную кислоту в количестве 100-300% от стехиометрически необходимого. Скорость растворения меди регулируют постепенным введением выщелачивающего раствора. 2 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к способам растворения металлической меди и может быть использовано для переработки вторичных отходов, например электронного лома, омедненных отходов металлических циркония и гафния, отходов сверхпроводниковых материалов в медной оболочке.

Известен способ растворения меди в горячей концентрированной серной кислоте [Реми Г. Курс неорганической химии. – М.: Мир, 1974, Т.2]. По этому способу в результате растворения образуется сульфат меди и выделяется оксид (II) серы. Основные недостатки способа использование крайне агрессивного реагента и образование токсичного газа, который необходимо уловить (нейтрализовать).

Наиболее близок к изобретению по технической сущности способ растворения меди в азотной кислоте[Глинка Н.Г. Общая химия. М. Госхимиздат, 1952.]. Этот процесс проходит легче, без нагревания. Возможно растворение меди в концентрированной кислоте и растворение в разбавленной кислоте.

По первому варианту на 1 моль меди по стехиометрии расходуется 3 моль азотной кислоты, и в результате реакции образуется нитрат меди и выделяются оксиды азота в соотношении NO:NO2 = 1:1. Растворение меди в концентрированной азотной кислоте сопровождается сильным разогревом раствора и, как следствие, термическим разложением азотной кислоты и дополнительным выделением оксидов азота в газовую фазу.

По второму варианту расход азотной кислоты несколько снижается (2,67 моль кислоты на 1 моль меди), причем 75% кислоты расходуется на образование нитрата меди, а 25%-оксида азота (NO):

Недостатки азотнокислого растворения меди: выделение в газовую фазу значительного количества оксидов азота, улавливание или нейтрализация которых связаны с большими техническими трудностями и затратами. Это особенно относится к малотоннажным производствам, например к переработке электронного лома или удалению медного покрытия с поверхности отходов, например металлических циркония или гафния.

Технический результат, на достижение которого направлен предлагаемый способ, – снижение выделения оксидов азота при растворении меди в азотной кислоте.

Результат достигается тем, что способ растворения меди включает в себя перевод меди в раствор азотной кислотой, нейтрализацию выделяющихся оксидов азота и переработку полученных растворов. Растворение меди ведут азотной кислотой с концентрацией не более 270 г/л при одновременной нейтрализации оксидов азота непосредственно в растворе по мере их образования предварительно введенным в раствор нитратом аммония, причем нитрат аммония вводят в азотную кислоту в количестве 100-300% от стехиометрически необходимого и скорость растворения меди регулируют порционным и постепенным введением выщелачивающего раствора.

Нитрат аммония выполняет роль восстановителя выделяющихся оксидов азота:

Способ осуществляется следующим образом.

Обрабатываемые медьсодержащие отходы помещают в реактор и заливают выщелачивающим раствором. В качестве последнего используют водный раствор азотной кислоты (с содержанием НNO3 не более 270 г/л), в котором растворен нитрат аммония с избытком 100-300% по отношению к стехиометрически необходимому в соответствии с реакцией

Процесс выщелачивания проводят при комнатной температуре. Скорость растворения меди регулируют порционным и постепенным введением выщелачивающего раствора.

После окончания выщелачивания меди отходы промывают водой, сушат и отправляют на утилизацию. Медьсодержащие растворы регенерируют.

Сочетание относительно низких концентраций азотной кислоты в растворе и температуры процесса выщелачивания обеспечивает снижение скорости растворения меди и выделения оксидов азота, что создает благоприятные условия для перевода последних в элементарный азот. Эффект восстановления оксидов азота нитратом аммония усиливается при порционном и постепенном введении выщелачивающего раствора в реактор.

Выщелачивание медной пластины 10Х1 Oм·м толщиной 0,44 мм проводили концентрированной кислотой (d=l,356 кг/л) при расходе кислоты 3,3 моль/моль Сu. Полное растворение пластины произошло за 2 ч и сопровождалось бурным выделением оксидов азота и разогревом раствора. Выделяющиеся при выщелачивании меди газы содержали смесь NO и NO2

Выщелачивание медной пластины проводили в тех же условиях, что и в примере 1, но в присутствии нитрата аммония (1,3 моль/моль Сu). Процесс растворения проходил несколько медленнее, но также через 2 ч закончился полностью и сопровождался бурным выделением оксидов азота и разогревом раствора, несмотря на наличие в выщелачивающем растворе нитрата аммония.

Выщелачивание медной пластины толщиной 0,44 мм проводили раствором азотной кислоты (364 г/л) при расходе кислоты 3,3 моль/моль Сu и нитрата аммония 1,3 моль/моль Сu. Через 5 ч растворилось 98% меди. Выделяющиеся газы окрашены в бурый цвет и содержали 94% оксидов азота и 6% азота.

Выщелачивание медной пластины (пример 1) проводили разбавленной в три раза концентрированной азотной кислотой (266 г/мл) при расходе кислоты 3,3 моль/моль Си. Через 5 ч растворилось 97,2% меди, разогрева раствора не было, в газовую фазу переходит закись азота, слабо окрашенная в бурый цвет.

Выщелачивание медной пластины проводили в условиях опыта 4, но в присутствии нитрата аммония – 1,3 моль/моль Сu, 200% от стехиометрически необходимого по реакции (4). Следует отметить существенное снижение скорости растворения меди. Через 5 ч растворилось 72,0% меди. В газовую фазу выделяется в основном молекулярный азот (97%), разогрева раствора не обнаружено. Остаточная кислотность 85,7 г/л. Количество перешедшей в раствор меди и расход азотной кислоты практически полностью соответствуют реакции (4).

Выщелачивание медной пластины толщиной 0,44 мм проводили при увеличенном, по сравнению с опытом 5 содержании нитрата аммония в растворе – 2 моль/моль Сu, т.е. 300% от стехиометрически необходимого по реакции (4). Достигнуто 100%-ное восстановление закиси азота и выделение в газовую фазу молекулярного азота.

Выщелачивание медной пластины толщиной 0,44 мм проводили при пониженном по сравнению с опытом 5 содержании нитрата аммония в растворе – 0,65 моль/моль Сu, т.е. 100% от стехиометрически необходимого по реакции (4). Содержание азота в выделяющихся газах снизилось до 66%.

Выщелачивание медной пластины толщиной 0,12 мм проводили раствором азотной кислоты (255 г/л) при расходе кислоты 3,0 моль/моль Сu в присутствии нитрата аммония (2,0 моль/моль Сu). Содержание азота в выделяющихся газах 100%.

Выщелачивание медной пластины (пример 8) проводили раствором азотной кислоты (255 г/л) при расходе кислоты 4,6 моль/моль Сu в присутствии нитрата аммония – 1,35 моль/моль Сu, 150% от стехиометрически необходимого по реакции (4). Увеличение расхода кислоты при одновременном увеличении поверхности обрабатываемой медной пластины (примерно в 3,7 раза по сравнению с пластиной толщиной 0,44 мм) привело к существенному снижению степени восстановления закиси азота: содержание азота в выделяющихся газах понизилось до 27% (в примере 5 – 97%)

Выщелачивание медной пластины (0,12 мм) проводили тем же раствором азотной кислоты, что и в опыте 9, следующим образом. Раствор разделили на три части и одной залили медную пластину. Остальные две ввели в реактор через 3 и 6 ч соответственно. Доля азота в выделяющихся газах возросла до 62%.

Читайте также:  Ремонт медного радиатора автомобиля своими руками

Проведен опыт, аналогичный описанному в примере 10, с одним изменением: первая часть раствора предварительно была разбавлена водой в 2 раза. Выход азота повысился до 89%.

Из приведенных примеров видно, что для восстановления выделяющихся в процессе выщелачивания меди оксидов азота необходимо привести в равновесие скорости их образования и взаимодействия с нитратом аммония. Этого можно добиться снижением концентрации азотной кислоты, введением в раствор избытка нитрата аммония, постепенным и порционным вводом кислоты в реактор в процессе реакции для снижения скорости образования оксидов азота.

Техническая эффективность предлагаемого способа выщелачивания металлической меди заключается в том, что при использовании предлагаемого способа в результате взаимодействия оксидов азота с нитратом аммония в газовую фазу в основном выделяется молекулярный азот, чем резко облегчается очистка отходящих газов.

1. Способ растворения меди, включающий в себя перевод меди в раствор азотной кислотой, отличающийся тем, что растворение меди ведут азотной кислотой с концентрацией не более 270 г/л при одновременной нейтрализации оксидов азота непосредственно в растворе по мере их образования предварительно введенным в раствор нитратом аммония, после чего проводят переработку полученных растворов.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что нитрат аммония вводят в азотную кислоту в количестве 100-300% от стехиометрически необходимого.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что скорость растворения меди регулируют порционным постепенным введением выщелачивающего раствора.

Покрытие металлов медью в домашних условиях

При меднении в домашних условиях используются доступные и недорогие материалы, которые легко приобрести в магазинах розничной торговли. Медный купорос используется для борьбы с плесенью, грибком и садовыми вредителями и свободно продается в хозяйственных магазинах, а в качестве анодов можно использовать короткие отрезки медных труб или электротехнических шинок. Меднение металла домашними мастерами, в основном, производится в декоративных целях, в том числе для покрытия мебельной фурнитуры, столовых приборов, металлических частей люстр, бижутерии и пр. При выполнении определенных условий гальваническое покрытие медью можно выполнять и по органическим материалам. Таким образом меднят высушенные цветы, орехи, листья и даже насекомых. Кроме того, во многих случаях обязательным условием для никелирования и хромирования является наличие подслоя меди, который также создается путем ее осаживания из электролита.

Цель меднения металлов и сферы их применения

Медь обладает совокупностью свойств, которые определяют условия ее применения при меднении металлов и неметаллических материалов. Она пластична, легко поддается полировке, а гальванический слой после меднения практически не имеет пор. По этой причине медные покрытия очень часто используют в качестве подслоя при хромировании и никелировании изделий, которые эксплуатируются в условиях постоянных сжатий и растяжений. Пластичность меди является идеальным условием для ее применения в гальванопластике. Толстослойное меднение художественных изделий и сложных моделей позволяет создавать их абсолютно точные копии, которые не трескаются и не деформируются при снятии с оригинала.

Медь обладает лучшей среди недрагоценных металлов электропроводностью и хорошо паяется. Поэтому меднение стальных изделий широко используется в радиотехнике и электротехнике при изготовлении проводников, контактов, деталей антенн и волноводов. В условиях применения высокочастотных сигналов на медное покрытие приходится большая плотность тока (скин-эффект), что снижает общее сопротивление проводника.

Еще одна область использования меднения — это создание тонких проводников на поверхностях пластмассовых изделий, а также покрытие пластика токопроводящими слоями.

Характеристики омедненных металлов

Медь имеет хорошее сцепление практически со всеми металлами и сплавами, но защитные свойства медного гальванического покрытия без дополнительных слоев невысоки. Под воздействием атмосферных факторов оно достаточно быстро разрушается, и даже в домашних условиях его обычно покрывают лаком. В то же время подслой из меди значительно улучшает характеристики многослойных покрытий в части механической прочности и коррозионной стойкости. Нержавеющие стали обычно защищают от коррозии трехслойным покрытием из хрома, никеля и меди. При этом меднение проводится первым, чтобы при использовании изделия в условиях переменных нагрузок обеспечить пластичность всего составного слоя. Точно такую же роль меднение играет в покрытиях металлопроката и листового железа, из которых изготавливают профильные изделия, эксплуатируемые в условиях морского климата и агрессивных сред. Омедненные провода и контакты из алюминия легко паяются и имеют более низкое сопротивление, особенно на высоких частотах. Технические условия электролиза позволяют при меднении металлов в декоративных целях окрашивать поверхностные слои меди в различные цвета и придавать им дополнительный блеск (на фото ниже – меднение по нержавейке).

Технология процесса меднения

Главное условие при нанесении любого гальванического покрытия — это абсолютная чистота изделия. Поэтому все его поверхности перед погружением в электролит необходимо тщательно очистить от посторонних включений и окислов. В общем виде процесс гальванического меднения состоит из следующих этапов, которые в зависимости от технических условий могут быть дополнены другими видами обработки:

  • механическая очистка (с помощью металлической щетки, шкурки и электроинструмента);
  • промывка проточной водой;
  • обезжиривание (химическое или электролитическое);
  • промывка и сушка;
  • проверка качества поверхностей;
  • погружение изделия в электролит;
  • подача тока и контроль процесса;
  • промывка и сушка готового изделия.

Основой для подавляющего большинства электролитов является раствор медного купороса (сернокислой меди), в который в зависимости от условий обработки добавляют различные химические реагенты. Технология гальванического меднения основана на использовании расходуемых анодов, которые служат источником анионов меди, осаждаемых в виде тонкого слоя на поверхности катода-изделия. В роли катодов выступают пластины меди любой чистоты.

Способы меднения металлов

Существует два базовых метода, с помощью которых выполняют покрытие металлов медью: гальваническое и химическое меднение. В обоих случаях главным условием является применение электролита на основе медного купороса, но при химическом меднении осаждение меди происходит без использования электрического тока. С помощью химического метода нельзя получить покрытия большой толщины, но оно проще, дешевле и может выполняться в крайне простых условиях. С помощью него легко получить тонкие декоративные пленки не только на металлах, но и на пластике, стекле, керамике и пр. К примеру, химическое меднение стали происходит за несколько десятков секунд путем простого погружения в медный купорос.

Погружение в электролитный раствор

Оба метода могут применяться с полным погружением детали в раствор электролита. При гальваническом методе анионы меди отрываются от анода и движутся к катоду под воздействием электрического тока, а при химическом их движение происходит за счет разной электроотрицательности металлов. Поэтому в первом случае при прочих равных условиях за одну и ту же единицу времени осаждается гораздо большее количество меди, но при этом затрачивается электрическая энергия. Меднение алюминия рекомендуется производить только методом погружения, которое необходимо выполнять сразу после обезжиривания и травления в кислоте, иначе на его поверхности быстро образуется прочная оксидная пленка. В видеоролике ниже подробно рассказывается об условиях, которые необходимо соблюдать для качественного меднения алюминия.

Без помещения в электролитный раствор

Меднение изделий без помещения их в емкость с электролитом производится как с использованием источника тока, так и без него. Выбор метода зависит от условий выполнения работ и оборудования, которым располагает домашний мастер. В первом случае необходимо изготовить медную кисточку из обрезка кабеля с большим количеством мягких медных жил. Ее подсоединяют к плюсу источника, а минус подают на изделие. Затем, постоянно обмакивая кисточку в электролит, «красят» подготовленную поверхность, подбирая по ходу условия и скорость меднения.

Во втором варианте изделие просто покрывают раствором медного купороса с помощью малярной кисти, очищая и обмывая его после каждого слоя. Толщина обмеднения в этом случае будет небольшой и зависит от условий обработки и количества наложенных слоев. Этот метод хорошо подходит для меднения стали, к которой медь «липнет» даже при условии не очень хорошей подготовки поверхности. А при нанесении таким способом медного купороса на поверхность алюминия достаточно сложно добиться устойчивого результата из-за его склонности к быстрому окислению.

Использование медного купороса

Одно из основных условий качественного меднения — это использование максимально чистого медного купороса. Поэтому данный реагент лучше приобретать в хозяйственных или специализированных магазинах в упаковках, на которых указано процентное содержание сернистого сульфата меди (не ниже 97–98%). Если на медном купоросе садово-огородного назначения не указан состав, то для электролита он не годится, т. к. может содержать различные добавки, влияющие на гальванический процесс. При приготовлении электролита в домашних условиях не следует применять сырую водопроводную воду, поскольку она содержит недопустимые при меднении соединения хлора. Перед использованием ее следует отстоять и прокипятить или же просто приобрести дистиллированную.

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.

Ссылка на основную публикацию
×
×
Adblock
detector