Чем лучше растворить медь

Содержание
  1. Способ растворения меди
  2. 5 составов для травления меди. Часть 1
  3. Как растворить медь в домашних условиях
  4. Снова о травлении меди и сплавов на её основе
  5. Способы травления меди в домашних условиях в закладки 6
  6. Техника безопасности
  7. Травление хлорным железом
  8. Медный купорос и соль
  9. Травление персульфатами
  10. Соляная кислота и перекись водорода
  11. Лимонная кислота и перекись водорода
  12. Приготовление растворов в домашних условиях
  13. Готовим раствор хлорного железа
  14. Приготовление раствора медного купороса
  15. Приготовление раствора из персульфата
  16. Учимся меднить метал своими руками в домашних условиях
  17. Видео урок по меднению пули своими руками
  18. Меднение деталей в растворе с электролитом
  19. Меднение детали, без опускания в раствор
  20. Видео руководство по меднению деталей в домашних условиях
  21. Методы чернения меди в домашних условиях
  22. Методы с использованием химических реактивов
  23. Получение патины с помощью яйца

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%.

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.

Источник

5 составов для травления меди. Часть 1

У каждого мастера свой путь. Когда появляется опыт в основной сфере работы, хочется немного разнообразить изделия, совместить другие техники. Именно о таком порыве и пойдет речь. Я давно заглядываюсь на технику травления металла, уж очень красиво изделия в этой технике получаются. И как всегда увидев что-то новое, хочется срочно в этом разобраться! И вот все вокруг становится не таким уж важным, ведь тебе это нужно. жизненно необходимо! Знакомое чувство?

Итак, в серии этих статей я остановлюсь на 5 возможных составах для травления меди, показав их химическую и бытовую стороны. Многие составы не являются открытием, так как использовались нашими дедами из поколения в поколение. А еще часто случается, что очень хочеться, но компонентов не найти. и взлетели бы, да крылья связаны. И тут вас ждет сюрприз!

Особую благодарность приношу автору уравнений и выводов к ним! Автор: Murlock, Опубликовано 27.03.2012.

С 1 по 4 пункты рассматриваем классику. А 5 пункт — это десерт для страждущих! Так что, если вы опытны и рассмотрение классических подходов вам не интересно, переходите сразу к пятому.

Читайте также:  Уравнение реакции глицина с оксидом меди 2

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.

А теперь немного химии.

Уравнение реакции при травлении хлорным железом (далее по тексту ХЖ) выглядит следующим образом:

(1) 2FeCl3+ Cu2FeCl2+CuCl2

Окислительно-восстановительные процессы, протекающие при этом, выглядят так:

(2) Cu Cu2++2e +0,337 В

(3) Fe3- + e Fe2- +0,771 В

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

0,434 В.

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 прочим, получая, сначала прозрачный зеленовато-голубоватый раствор,

(4) CuCl2 + Fe FeCl2 + Cu

Очень медленно превращающийся при доступе воздуха в ни к чему непригодную «чёрную жижу»,

4FeCl2+2H2O+O2 2FeCl3 +Fe(OH)3+ Fe(O)Cl +HCl (имеет склонность улетучиться)

  • 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.
  • умеренная скорость травления меди
  • использование единственного основного компонента, а именно хлорного железа
  • простота изготовления раствора «на глаз», главное, чтобы концентрация была достаточной
  • некритичная температура окружающей среды
  • Скорость травления и ОВП раствора заметно снижаются по ходу процесса.
  • Большим минусом этого метода можно назвать невысокую доступность хлорного железа для рядового обывателя.
  • 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 (возможны разные, можно приобрести в магазинах для цветов); 2 — соль и медный купорос; 3 — раствор бирюзового цвета до травления; 4 — отработанный раствор медного купороса.

В упрощенном виде реакция выглядит так:

(5) Cu+CuSO4+2NaCl 2CuCl +Na2SO4

(6) CuCl+NaCl Na[CuCl2]

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

Электрохимия при травлении смесью медного купороса с солью такова:

(7) Cu+ Cl- CuCl+e +0,137 В

(8) Cu2++Cl-+e CuCl +0,54 В

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.

(9) 4CuCl + O2 + 4HCl 4CuCl2 +2H2O

а без кислоты будет как-то так

4CuCl + O2 + 2H2O 4Cu(OH)Cl

  • 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.
  • 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 (6)
  • невысокая скорость травления

Вот, пока пыталась выложить статью, оказалось, что она слишком большая. И пришлось ее разделить на 3 части.

Надеюсь информация о первых двух способах кому-нибудь пригодится! А нас ждут еще 3 способа!

Источник

Как растворить медь в домашних условиях

Снова о травлении меди и сплавов на её основе

Травление меди. Что тут можно ещё придумать? Казалось бы, уже 100 раз рассказано и обсуждено, да книг понаписано уйма. И действительно — публикаций на Ярмарке Мастеров хватает. А вот добротной статьи, освещающей какие вообще методы бывают, какой лучше, какой дешевле, так и не нашлось. Попробуем это исправить.
Травление меди, как и любого металла, можно осуществить химическим и электрохимическим методом (гальваника). Электрохимическое травление более качественно, но сложнее. Для этого метода необходимо определенное оборудование и реактивы. По-хорошему — это удел гальванических цехов и предприятий.

Химическое травление можно условно разделить на промышленное и бытовое применение. В промышленности обычно применяют составы на основе концентрированных кислот и жутко опасных для здоровья реактивов. Всё бы ничего: и скорость травления высокая и качество высокое. Но есть множество «но». Достать рядовому алхимику концентрированные кислоты довольно сложно, а зачастую не реально. Работать с ними нужно предельно осторожно с применение профессиональных средств защиты в специально оборудованном помещении. Наличие вытяжного шкафа обязательно, но на крайний случай сгодится и нормальный вытяжной зонт. И, естественно, к хранению таких веществ предъявляются строгие требования. К слову сказать, концентрированные кислоты и ряд химических реактивов являются прекурсорами. А это значит, что их оборот подлежит строгому контролю и учету. Поэтому эти методы рассматривать не имеет особого смысла.
Плавно переходим к бытовым методам химического травления. Рассказывать полностью о всей технологии и нюансах слишком долго. Этому будут посвящены последующие статьи. Перейдем к сути вопроса. Есть у нас заготовка в виде листа меди с нанесенной маской/ трафаретом для травления.

Встаёт резонный вопрос: «Чем и как травить?» Пытливый читатель не задумываясь ответит: «Конечно хлорным железом (ХЖ)!». Оно доступно в любом магазине радиотоваров и стоит не дорого. Так то оно так, но вот минусов у хлорного железа множество.
1. Это порошкообразное вещество, причем весьма гигроскопичное. При дозировке мелкая пыль ХЖ оседает повсюду, как ни старайся. А уже через сутки, напитавшись влаги из воздуха, проявляется трудновыводимыми рыжими пятнами на мебели и одежде. По причине гигроскопичности храниться долго ХЖ тоже не будет.
2. Раствор ХЖ — непрозрачная буро-коричневая жидкость. О визуальном контроле процесса травления речи не идет вообще. Каждый раз вынимать заготовку и промывать для контроля — удобства явно не добавляет.
3. В процессе травления медь выпадает в виде осадка на поверхность металла, поэтому требуется постоянное перемешивание раствора.
4. Скорость травления в процессе сильно падает из-за накопления в растворе продуктов реакции.
5. И последний гвоздь в гроб ХЖ — из всех доступных бытовых составов у ХЖ низкая скорость травления. Её конечно можно повысить нагревом до 60С*, но большого прироста скорости и стабильности реакции это не даст.

Чем ещё можно протравить медь/латунь? В тех же магазинах радио товаров можно найти персульфат аммония или натрия.
Плюсы:
1. Прозрачный раствор, визуально можно контролировать процесс травления.
2. Более высокая и стабильная скорость травления чем у ХЖ.
3. Не оставляет грязных трудновыводимых пятен.
Минусы:
1. Малая распространенность/доступность.
2. Более высокая цена.
3. Повышенный расход по сравнению с ХЖ.
4. Вместо пятен оставляет белесые проплешины или дыры в одежде, что самом по себе не очень хорошо.
5. Требуется подогрев состава.

— Ну вот! — Воскликнет читатель. — Что же делать то?!

— Есть, есть ещё пара методов/рецептов в запасе 🙂

Травление меди перекисью водорода и соляной кислотой. Многие справедливо заметят: соляную кислоту не просто достать. Её с легкостью можно заменить электролитом для автомобильных аккумуляторов, который является 20% раствором серной кислоты. А перекись водорода или гидроперит продаётся в любой аптеке. В оригинале рецепт состава следующий: в 770 мл. воды добавить 30 мл. 30% перекиси водорода (1 таблетка гидроперита = 15мл. 3% перекиси) и 200мл. 35% соляной кислоты.
Плюсы:
1. Более высокая скорость травления по сравнению с персульфатом. Стабильность скорости в отличие от ХЖ.
2. Прозрачность раствора.
3. Доступность реактивов и их относительная дешевизна.
4. Скорость можно повысить подогревом.
Минусы:
Один единственный — кислота, не важно — соляная или серная, требуют чрезвычайной осторожности при обращении и обязательно использовать средства защиты рук и глаз.
Внимательный читатель обязательно заметит: «Ну а где обещанный четвертый рецепт?»

И так — десерт в студию! А точнее священный Грааль 🙂

Травление меди перекисью водорода в присутствие лимонной кислоты (выдержка из оригинальной статьи):
«Анализ двух предыдущих методов 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.»
И так, рецепт состава: на 100мл 3% перекиси добавить 30гр. лимонной кислоты и 5 гр. соли (можно чуть больше).
Сразу оговорюсь: гидроперит при растворении поглощает тепло, разводить лучше в теплой воде 30-40С*, лимонная кислота потом тоже быстрее растворится. Этого раствора должно хватить для травления 100 см2 меди, толщиной 35мкм.
Плюсы:
1. Самая высокая скорость травления и стабильность из рассмотренных выше составов.
2. Чрезвычайно высокая доступность компонентов и их дешевизна.
3. Раствор прозрачный — хороший визуальный контроль.
4. Не оставляет ни пятен, ни проплешин, ни дыр в одежде — биологическая безопасность.
5. Процесс быстро и сразу протекает уже при комнатной температуре, а при подогреве ускоряется в разы.
Минусы:
Только один — выделяется водород обильно. Работать лучше в проветриваемом помещении.
Дабы не быть голословным привожу фото процесса.
Самое начало

Спустя минут 10 без подогрева.

С подогревом до 80 С*

Читайте также:  Уравнение полного гидролиза сульфата меди

К слову говоря, читая уже имеющиеся публикации на ЯМ, попадался и этот замечательный рецепт и выдержки из статей на разных сайтах по радиотехнике и электронике. Среди комментариев, кто-то просил видео процесса травления — получите, распишитесь 🙂
С подогревом 30С*

С подогревом до 80С*

Вот более-менее внесли ясность в вопросе о художественном травлении меди. Надеюсь, эта статья будет полезна многим мастерам. На очереди публикация о методах нанесения защитной маски-трафарета для травления.

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.

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.

Учимся меднить метал своими руками в домашних условиях

Процесс меднения металлических изделий называется гальваностегией. Он основан на осаждении на поверхность деталей другого металла, растворимого в специальной жидкости.

Технология омеднения включает изготовление раствора и создание разноименных электродов. В процессе гальваностегии, ионы меди, растворенные в электролите, притягиваются отрицательным полюсом (обрабатываемая деталь) на свою поверхность.

Омеднение различных деталей в промышленных масштабах применяется не только, как конечный процесс обработки поверхности металлических изделий. Он может использоваться для подготовки деталей к следующей операции, например, никелированию, серебрению или хромированию изделий.

Эти металлы плохо осаждаются на поверхность стальных деталей, а на омедненную поверхность ложатся очень хорошо. В свою очередь медь, осевшая на стальные детали, держится прочно и способствует выравниванию различных дефектов на ее поверхности.

Видео урок по меднению пули своими руками

Меднение деталей в растворе с электролитом

Для металлических деталей можно выполнить меднение в домашних условиях. Рассмотрим меднение, с опусканием детали в раствор с электролитом. Для этого необходимо иметь:

  • небольшие медные пластины,
  • несколько метров токопроводящей проволоки;
  • источник тока, с напряжением до 6 В;
  • рекомендуется также использовать реостат, для регулирования тока и амперметр.
  • В качестве жидкости, хорошо растворяющей медь, применяется обычный электролит. Его можно купить или приготовить в домашних условиях. Для этого потребуется 3 мл серной кислоты, на каждые 100 мл дистиллированной воды. Необходимый раствор, можно получить, добавив в полученный электролит до 20 гр. медного купороса.
  • Перед началом процесса меднения детали, ее необходимо очистить наждачкой, чтобы снять оксидную пленку с поверхности.
  • Затем, деталь обезжиривается горячим содовым раствором, и промывается чистой водой.
  • В стеклянную емкость, нужного объема, наливается приготовленный раствор электролита.
  • Затем, туда опускаются две медные пластины, на токопроводящих проводах. Между двумя медными пластинами подвешивается, предназначенная для меднения в домашних условиях деталь, на аналогичном проводе. Необходимо проследить, чтобы медные пластины и деталь были полностью залиты раствором электролита.
  • На следующем этапе, концы проводов от медных пластин подсоединяются к плюсовой, а обрабатываемая деталь к минусовой клеммам источника тока. Последовательно, в созданную электрическую цепь нужно подсоединить реостат и амперметр. После включения тока в цепи, он реостатом устанавливается в пределах 15 мА на 1 см? площади поверхности детали.
  • Выдержав, обрабатываемую деталь в растворе, в пределах 15-20 минут, нужно выключить электропитание и извлечь изделие из раствора. За этот непродолжительный промежуток времени, поверхность детали покроется тонким слоем меди. Толщина покрытия будет зависеть от продолжительности процесса меднения. Таким образом, можно достичь меднения поверхности любого изделия слоем в 300 мкм и более.
Читайте также:  Реакция с гидроксидом меди при нагревании для глюкозы

Меднение детали, без опускания в раствор

Второй способ меднения в домашних условиях металлических изделий, подразумевает выполнение этого процесса без опускания обрабатываемой детали в раствор электролита.

Этот вариант подходит для нанесения покрытия на цинковые и алюминиевые изделия.

  1. Для этого способа меднения потребуется многожильный медный провод, с двух концов которого, необходимо снять изоляцию. С одной стороны мягкий провод нужно растеребить. Таким образом получается изделие в виде кисточки. Чтобы удобнее в дальнейшем было работать, к этому концу провода нужно привязать твердый предмет в виде рукоятки. Второй очищенный конец провода нужно соединить к положительной клемме источника электрического тока. Напряжение не должно превышать 6 В.
  2. Ранее описанным способом нужно приготовить электролит, размешанный с медным купоросом. В этом методе меднения деталей, раствор можно наливать в любую посуду. Рекомендуется выбрать широкую тару, чтобы было удобно макать медную кисточку из проволоки. Далее необходимо небольшую металлическую деталь положить в эту посуду, с невысокими краями. Предварительно ее нужно очистить, прокипятить в жидкости со стиральным порошком, и промыть. Эту деталь нужно соединить с помощью провода к отрицательной клемме источника тока, с напряжением 6 В.
  3. Процесс меднения происходит следующим образом. Растеребленный конец медной проволоки нужно периодически обмакивать в растворе электролита, с медным купоросом и проводить вдоль детали, не прикасаясь «кистью» к ее поверхности. Но нужно предусмотреть, чтобы между концом кисти и деталью был небольшой слой раствора (катод и анод должны быть всегда смочены электролитом). В процессе меднения отрицательно заряженная деталь притягивает ионы меди и ее поверхность покрывается небольшим красным слоем. После нанесения покрытия, изделие нужно высушить и натереть до блеска.

Таким меднением, без погружения изделия в электролит, чаще обрабатываются детали больших размеров. Они не вмещаются в подобранную посуду с электролитом, и поверхность обрабатывается кистью небольшими участками.

Видео руководство по меднению деталей в домашних условиях

Методы чернения меди в домашних условиях

Медь — это металл, который обладает невысокой активностью и по этой причине часто используется в декоративных целях. Из меди делают ювелирные украшения, предметы интерьера, искусства, мебель и многое другое. Поверхность метала окисляется под действием кислорода, однако из-за его невысокой активности на это может понадобиться десятки лет. Последствием такой реакции является патина — поверхностная пленка, которая чаще всего имеет зеленоватый оттенок. Патина предотвращает металл от повреждений, поэтому важно знать, как произвести чернение меди в домашних условиях.

Медь до и после чернения

Существует два типа реакций, которые приводят к образованию пленок на поверхности меди:

  • оксидирование — процесс образования окисей и закисей, элементов, содержащих кислород;
  • патинирование — пленка образуется под действием серы и хлора.

Если окунуть медное изделие в раствор, предназначенный для образования на его поверхности патины, оно тут же преобразится и, будучи сверкающим новым, станет выглядеть как старинное. Есть два основных типа методов, которыми достигается такой эффект, одни основаны на подручных средствах, другие же требуют химических растворов. Они могут быть опасны, поэтому работать нужно, соблюдая все правила техники безопасности. Помещение должно иметь вытяжной шкаф.

Перед тем как приступить к чернению, нужно металл подготовить: очистить, обезжирить, промыть и просушить. Для сушки нельзя применять метод протирания полотенцем. Это может привести к тому, что будут остатки ткани на изделиях, воды — в углублениях рельефа, повреждение декоративной части. Можно использовать для этой цели опилки.

Методы с использованием химических реактивов

Одним из наиболее распространенных методов является использование серной печени. Ее можно приобрести в магазине или приготовить в домашних условиях. Для этого смешивают порошковую серу с хлористым калием в соотношении 1:2 и ставят на огонь в жестяной банке. Спустя несколько минут, порошок расплавится и, спустя 15 минут, спечется, цвет его при этом станет темно-бурым. Этот процесс может сопровождаться пламенем, сбивать которое нет необходимости.

Первый метод, в котором используют серную печень для чернения меди, выглядит следующим образом: 10–20 грамм порошка растворяют в одном литре воды либо же два-три грамма, если необходимо получить не интенсивную окраску. Медное изделие опускается в раствор до изменения цвета, потом достается, промывается и высушивается. Цвет получается коричнево-серым и его оттенки.

Практически черный цвет изделия получают методом нагревания, после обработки в растворе серной печени с водой и добавлением нашатырного спирта. Спирт необходимо добавлять в насыщенный раствор до тех пор, пока он не станет прозрачно-синим. Опускается в раствор монета или украшение из меди, а после нагревается, пока не почернеет.

Еще один метод получения черно-коричневого цвета заключается в следующем. На изделие наносится хлористая платина, например, смачивается с помощью кисточки. В случае если раствор не имеет кислой реакции, в него добавляется соляная кислота.

Красно-коричневую патину можно получить с помощью смеси один к одному медного купороса и хлористого цинка. Смесь порошков необходимо будет смешать в таком же количестве воды и опустить туда медное изделие на несколько минут.

Патинирование меди сернистым аммонием дает черный цвет. Вещество (20 г) разбавляют в литре воды. Можно как опустить изделие в раствор, так и нанести его кистью. Происходит реакция на поверхности, результатом которой является образование сульфида меди. Если нагреть пластинку перед патинированием, то в зависимости от температуры, можно регулировать оттенок получаемого цвета.

Черненое медное изделие

Еще одним способом получения черного цвета является прогревание при высокой температуре монеты или украшения в растворе персульфата аммония (9,25 г/л) и едкого натра (50 г/л). Температура должна составлять 90–95 градусов, время прогревания — 5–25 минут. Повторить два-три раза до достижения необходимого эффекта.

Светло-коричневую патину можно получить, если покрыть изделие следующим раствором:

  • 124 г/л дихромата натрия;
  • 15,5 г/л азотной кислоты (1,4);
  • 4,65 г/л соляной кислоты (1,192);
  • 3–5 г/л 18 % раствора сульфида аммония.

Нанести кистью только что приготовленный раствор, подержать четыре-пять часов, смыть и просушить. Процедуру необходимо повторять трижды.

Зеленого цвета патину получают двумя основными методами:

  • Используя губку, медную поверхность смазывают раствором азотнокислой меди в низкой концентрации с добавлением поваренной соли. После высыхания смазывают ее раствором, содержащим: 94 % столового уксуса, 5 % аммиака, 1 % щавелевокислого калия. После просыхания смазывают сначала первым, а потом и вторым раствором повторно. Процедуру проводят до тех пор, пока медь не обретет желаемый цвет. По окончании окрашивания поверхность растирают щетками.
  • Во втором методе поверхность медного изделия несколько раз натирают олеиновой кислотой. Это дает темно-зеленое вещество на поверхности — олеиновую медь. Со временем оттенок меняется на светло-зеленый, так как под воздействием влаги и кислорода олеиновая медь преобразуется в углекислую. Золотисто-коричневого цвета патину дает раствор пяти грамм марганцовки и 50 грамм медного купороса. Разводить в одном литре воды и нагревать до температуры 70–80 градусов. Опустить изделие и держать до получения нужного цвета.

Для получения покрытия с высокой износостойкостью, защищающее металл от коррозии, на литр воды берут в граммах: 50–70 бертолетовой соли, 40–50 нитрата меди, 80–100 хлорида аммония. Изделие кладут в ванну с подогретым раствором на 10–15 минут. Цвет получается от коричневого до оливкового.

Можно получить удивительной красоты золотистую патину. Для этого на литр воды берут 0,6 грамма сульфида меди, 180 г молочного сахара и столько же едкого натра. Водные растворы последних двух компонентов готовят отдельно и только потом смешивают. Сульфид меди добавляют только после кипячения смеси. В подогретый до 90 градусов раствор кладут изделие на четверть часа.

Получение патины с помощью яйца

Патину черно-коричневого цвета можно получить с помощью вареного яйца. Эффект заключается во взаимодействии поверхности металла с серой, которая выделяется в желтке при высоких температурах. Чтобы сделать это, необходимо сперва отварить яйца, а только после добавить в воду медное изделие. В зависимости от размеров изделия потребуется разное количество яиц.

Еще один вариант. После того как яйца сварятся вкрутую (10 минут), их необходимо вынуть из воды и охладить. Почищенные яйца измельчаются и кладутся в емкость с широким дном, также туда помещается и медь. Емкость закрывается на 20–30 минут или более, в зависимости от того, какой цвет вы хотите получить: за более длительное время изделие станет темнее. Основные достоинства такого метода — простота и доступность. Главным недостатком является то, что эффект, скорее всего, не будет долгосрочным и покрытие сойдет.

Патина обладает прекрасными свойствами. Например, в нумизматике стоимость изделия зависит от того, насколько равномерной она является. Искусственное покрытие натурального не заменит.

Если патина имеет однородную структуру и равномерно покрывает поверхность, то ее на изделии лучше сохранить. В особенности это относится к антиквариату и монетам. Чтобы верхний слой не повредился, необходимо ухаживать за изделием и обращаться с ним особо аккуратно. Не следует производить чистку абразивными средствами и инструментами. И лучше не трогать руками изделие.

Но если она имеет сколы, пятна, некрасиво выглядит или неоднородная, то такие методы вполне сойдут. Если вы хотите чтобы патина легла ровно, то старый слой необходимо очистить до металлического блеска.

Источник

Adblock
detector