Перейти к содержанию
    

Электролиз ? Помогите объяснить эффект омеднения.

Задача - очистить медные монетки, долгое время пролежавшие в земле.

 

1. Бросаем монетки в раствор лимонной кислоты

2. Ждем, часов 12

3. Извлекаем из раствора очищенные и красивые монетки

 

А дальше я заметил (случайно) интересную штуку. Если теперь в этот раствор бросить, например, стальные болты, гвозди, ножницы и оставить их на несколько часов, то они покрываются прочным, несмываемым слоем меди. Интересно, почему ? Я ведь никакого тока через раствор не пропускаю ...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Обычная химия. Железо активнее меди и оно вытесняет медь из ее соединений образовавшихся после реакции оксидов меди с кислотой.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Вы имеете в виду "Электрохимический ряд активности металлов" ?

 

https://ru.wikipedia.org/wiki/Электрохимический_ряд_активности_металлов

 

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

17 минут назад, kovigor сказал:

Вы имеете в виду "Электрохимический ряд активности металлов" ?

Ну да - химическую реакцию баланс которой определяется на его основе. В общем-то это базовый курс школьной химии...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Школу закончил более 30 лет назад. Химия в жизни не пригодилась ни разу, поэтому почти все забылось. Да и не интересовала она меня особо никогда. Другое дело - математика и физика, я их до сих пор изучаю.

 

Спасибо за консультацию ...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

А вот странно
стальные болты, гвозди, ножницы и оставить их на несколько часов, то они покрываются прочным, несмываемым слоем меди.

именно со школьных времён (сам щупал): медь химически осаждённая и непрочная, и рыхлая, а уж после нескольких часов - никуда не годится... В отличие от электрохимически осаждённой, там где не из раствора, а с медного анода. Ну и не часы на осаждение ((;
Изменено пользователем Obam

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

15 минут назад, Obam сказал:

медь химически осаждённая и непрочная, и рыхлая, а уж после нескольких часов - никуда не годится...

Ну так слой там совсем никакой - там не столько осаждение, сколько обмен железа заготовки на медь из раствора. Как только медь закрывает доступ раствора к железу процесс накрывается медным тазом.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

8 hours ago, Obam said:

А вот странно

там просто умолчали о нескольких важных процессах. Слабая кислота, типа лимонной, хорошо растворяет окислы. Поэтому только окисел меди уходит в раствор на первой стадии. Причем из-за многоосновности и хелатности лимонной кислоты у нее большинство солей металлов хорошо растворимы. Еще более крутой в этом плане будет ЭДТА (этилендиаминтетрауксусная кислота).

На второй стадии эта самая кислота, имея существенный избыток в растворе снова растворяет окислы, теперь уже у железок, но вот само железо она только активирует, но ее не хватает активно его растворять. В то же время, присутствующие ионы меди как раз хорошо замещают железо, и именно из-за всех этих факторов слой получается довольно крепким.

Попробуйте заменить лимонную на хотя бы уксусную, эффект уже будет не тот, а если замените на соляную или азотную, то ничего просто не получится - будут в лучшем случае валиться грязные хлопья меди вокруг бурлящей водородом железки.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

5 hours ago, iiv said:

ЭДТА

ЭДТА сама по себе заметно ничего не растворит, ибо плохо растворима. А вот ее соли то да.

Я думаю, что плотный осадок получается из-за сравнительно низкой концентрации меди и очень низкой скорости осаждения, в сравнении с "обычными" растворами, вроде столовой ложки медного купороса на стакан. При высокой концентрации, процесс кристаллизации идет по механизму образования дендридов, и осадок получается очень рыхлым.

У железа там другая проблема, его гидроксид (III) очень труднорастворим, и стабильными растворы Fe3+ могут быть только в области низких рН, вероятно не достижимых в растворах лимонной. И тут не поможет даже комплекссобразование с цитратом, ибо ПР у гидроскида железа ~10^-34, если правильно помню.

Помню в школьные годы попался на подобном вопросе. В школе учили, что железо вытесняет медь из солей, показали опыт с гвоздем. А в радиокружке нагло травили медные платы в растворе хлорида железа. Вот это был шок!

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

1 hour ago, Alex-lab said:

А в радиокружке нагло травили медные платы в растворе хлорида железа.

Хлорное железо FeCl3 реагирует с медью  и образует хлористое железо и хлорную медь:

{\displaystyle {\mathsf {FeCl_{3}+Cu\rightarrow FeCl_{2}+CuCl}}}
{\displaystyle {\mathsf {FeCl_{3}+CuCl\rightarrow FeCl_{2}+CuCl_{2}}}}
 
Изменено пользователем novikovfb

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

9 часов назад, iiv сказал:

именно из-за всех этих факторов слой получается довольно крепким.

Хм, интересно кошка мявчет...  А если медь заменить серебром, будет тот же самый эффект? А то пробовал рецептуры паст для серебрения меди - хрень полная. А если можно - серебро чистое или можно сплав использовать?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

6 hours ago, Alex-lab said:

и стабильными растворы Fe3+ могут быть только в области низких рН, вероятно не достижимых в растворах лимонной. И тут не поможет даже комплекссобразование с цитратом, ибо ПР у гидроскида железа ~10^-34, если правильно помню.

трехвалентный цитрат железа - хорошо растворим в воде и довольно устойчивое соединение при комнатной температуре, много раз в руках держал и в водных растворах растворял. Это только если его нагреть, то он на атомарное железо распадается, но у ТС не такие условия. И, как вы правильно заметили что гидроксид, что оксид железа (а в ржавчине обычно Fe3O4) в воде совсем не растворяются, а лимонная кислота их тут же в раствор переводит.

 

С ЭДТА - ну или слегка замещенный (Na2 ЭДТА), или в этаноле - совсем со свистом любой окисел со свистом в раствор переводит, как раз на этом основаны многие прочищающие смеси - ЭДТА сам по себе довольно безвреден, но херит все во круг с окислами.

2 hours ago, Vlad_G said:

Хм, интересно кошка мявчет...  А если медь заменить серебром, будет тот же самый эффект?

не, не получится, но тут другая причина - лимоннокислое серебро - обычно одновалентное и почти в воде не растворимо, а лимоннокислая медь - двухвалентная, и более-менее растворима и как раз у ТС с ней получилось.

На вскидку, только реакция серебряного зеркала на меди даст крепкий и тонкий слой серебра, но медь надо долго перед этим зачищать, вот кстати, как раз лимонной кислотой той же, хотя я бы вначале нашатырем с мелом, а потом лимонной.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

2 часа назад, Vlad_G сказал:

А если медь заменить серебром, будет тот же самый эффект?

В отработанный фиксаж бросьте, сразу посеребрится

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

6 hours ago, Alex-lab said:

ПР у гидроскида железа ~10^-34, если правильно помню.

правильно, поэтому если гидроксид ионов $10^{-12}$ моля на литр (довольно кислая среда, которая на раз создается лимонной), то там хоть единицы молей железа можно растворить.

2 minutes ago, vladec said:

В отработанный фиксаж бросьте, сразу посеребрится

я все детство бросал, но серебрилось не надежно. Слой или потом смывался, или отпадал.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...