Galvanické pokovovanie

Vzdelávacia oblasť: VÝZNAMNÉ CHEMICKÉ PRVKY A ZLÚČENINY alebo CHEMICKÉ VÝPOČTY
Tematický celok: NEUTRALIZAČNÉ A REDOXNÉ REAKCIE alebo ZLOŽENIE ROZTOKOV
Téma: REDOXNÉ DEJE alebo HMOTNOSTNÝ ZLOMOK a KONCENTRÁCIA LÁTKOVÉHO MNOŽSTVA

Galvanické pokovovanie je elektrolytické nanášanie vrstvy kovu na povrch predmetu, ktorý musí byť elektricky vodivý. Ak predmet, ktorý chceme pokryť vrstvou kovu nie je vodivý, musíme ho najskôr pokryť vodivou vrstvou, napríklad grafitovým práškom, aby galvanizácia bola účinná. Galvanizácia je jedným zo spôsobov ako napríklad ochrániť korozívny povrch materiálu voči korózii. V tomto prípade je účel galvanizácie funkčný, ale častokrát sa využíva aj estetická či dekoratívna stránka pokovovania predmetov. Najjednoduchším príkladom galvanického pokovovania je pomedenie. Ako elektrolyt pri galvanickom pokovovaní meďou výborne poslúži vodný roztok modrej skalice. Modrá skalica sa vo vode disociuje na ióny Cu²⁺ a SO₄²⁻. Kladné ióny sú priťahované k zápornej elektróde, ktorou je pokovovaný predmet. Vytvárajú na ňom postupne medený povlak. Záporné ióny sú priťahované ku kladnej medenej elektróde. Úlohou medenej elektródy je pomaly sa rozpúšťať, čím sa meď z nej vylučuje v podobe katiónov do roztoku. Koncentrácia roztoku takto zostáva rovnaká, elektrolyt nie je potrebné meniť či dopĺňať.

Pomôcky:

zdroj jednosmerného prúdu alebo 9V batéria, krokosvorky, kadička väčšia a menšia, sklená tyčinka, lyžička, sklenená vanička, kúsok vodivého drôtika

Chemikálie:

voda, kuchynská soľ, modrá skalica, roztok octu, medené pliešky/medený drôt, kovový predmet

Postup:

1. Z vodivého drôtika vymodeluj háčik na ktorý zavesíš pokovovaný predmet
2. Priprav roztok octu a soli, ktorý slúži na vyčistenie kovového predmetu.
3. Priprav roztok elektrolytu – 3 lyžice modrej skalice rozpusti v 200 ml vody.
4. Do sklenej vaničky zaves kovový predmet pripevnený na háčiku z drôtika.
5. Medené elektródy ulož do vaničky tak, aby sa nedotýkali kovového predmetu, ktorý budeš pokovovať.
6. Do vaničky nalej toľko elektrolytu, aby kovový predmet bol v ňom celý ponorený.
7. Medené elektródy pripoj ku kladnému pólu zdroja napätia.
8. Kovový predmet pripoj k zápornému pólu zdroja napätia.
9. Napätia nastav na 9V a pozoruj
10. Po niekoľkých minútach (10-15min) vyber pokovovaný predmet z elektrolytu – medený povlak na pokovovanom predmete by si mal zreteľne vidieť.
11. Pokiaľ chceš aby bol kovový predmet obtiahnutý ucelenejšou a hrubšou vrstvou medi, pokračuj v galvanizácii ešte niekoľko minút.

POPREMÝŠĽAJ, VYHĽADAJ, ZISTI a POPÍŠ…

1. Opíš čo presne znamená galvanizácia.
2. Myslíš, že je možné elektrolyticky pokovovať aj nevodivé materiály? Zdôvodni, vysvetli.
3. Uveď na čo galvanizácia všeobecne slúži.
4. Vysvetli ako môžeme galvanizáciou ochrániť predmet pred koróziou.
5. Uveď ktorú chemickú látku môžeme použiť ako elektrolyt pri galvanickom medení. Napíš celý jej chemický vzorec a tiež chemický názov.
6. Napíš chemickú rovnicu rozkladu modrej skalice vo vode. Aké ióny vznikajú? Uveď ich presné názvy.
7. Opíš akým spôsobom vzniká kovový, medený povlak na pokovovanom predmete.
8. Vysvetli prečo koncentrácia elektrolytu počas galvanizácie meďou ostáva nezmenená.
9. Myslíš že rôzna koncentrácia roztoku elektrolytu môže mať vplyv na galvanizáciu?
10. Vypočítaj hmotnosť modrej skalice potrebnej na prípravu 100ml roztoku s koncentráciou 0,5 mol/dm³ a 1,5 mol/dm³.
11. V ktorom z uvedených roztokov by mala galvanizácia meďou prebehnúť rýchlejšie? Zdôvodni svoje tvrdenie.
12. Vypočítaj koľko percentný roztok pripravíš, ak zmiešaš 30 g modrej skalice v 200ml vody. Hustota vody je 1 g/cm³. Ak sa z uvedeného roztoku odparí 25ml vody, koľko percentný roztok vznikne?
13. Ktorá z uvedených chemických látok v otázke č. 12. je rozpúšťadlom a ktorá rozpustnou látkou?