Очистка поверхности медного сплава

1. Тема: «Очистка поверхности медного сплава»

ТЕМА: «ОЧИСТКА ПОВЕРХНОСТИ МЕДНОГО СПЛАВА»
Авторы:
ученицы 8 класса
Мацко Вероника
Сотникова Виктория
Руководитель работы:
1
Заичко Галина Николаевна
учитель химии, к.т.н.
ГБОУ СОШ № 1900

2. 1.2. Состав патины на поверхности мельхиора

1.2. СОСТАВ ПАТИНЫ
НА ПОВЕРХНОСТИ МЕЛЬХИОРА
(Сu
N2
Состав атмосферы
г. Москвы
N2
OH)2CO3
2Cu + H2O + CO2 + O2 = (Сu OH)2CO3 ↓
H2O
NO
О2
H2 S
N2
CO2
О2
SO2
Cu2O
4Cu + O2 = 2Cu2O
2Cu + O2 = 2CuO
2Ni + O2 = 2NiO
О2
О2
О2
CuO
NiS
CuO + H2S = CuS + H2O
NiO + H2S = NiS + H2O
4Cu + SO2 = Cu2S + 2CuO
чёрно-синий
5

3. Проверка предположений о составе патины последовательным растворением оксидов и сульфидов реагентами

ПРОВЕРКА ПРЕДПОЛОЖЕНИЙ О СОСТАВЕ ПАТИНЫ
ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫМ РАСТВОРЕНИЕМ ОКСИДОВ
И СУЛЬФИДОВ РЕАГЕНТАМИ
Последовательность
применения
реагентов
Реагент
Формула растворяемого
«загрязнения»
1
NaOH(конц)
CuO, Cu2O
2
HCl (разб.)
CuO, Cu2O, NiO, (СuOH)2CO3
3
H2SO4(разб)
NiS
4
HNO3 (конц)
CuS, Cu2S
6

4. Разработка методики качественного определения катионов меди и никеля в растворах (в пробирках и капельным методом)

Результаты опытов c модельными
растворами
№
пп
Реактив
1
Исходные растворы
2
Раствор аммиака 10 %
1
3
Раствор желтой кровяной соли
К4[Fe(CN)6]
4
Ni2+
4
1
2
3
2
3 4
1
2
3 4
1
2
3 4
1
2
3 4
1
Раствор аммиака 10 % к
гексацианоферратам(II) меди и никеля
Cu2+
2
3
1
1
4
2
3
4
2
3
4
Получение гексацианоферрата(II) меди(II) из
тетраамминмеди(II):
1 – исходный 10 % раствор сульфата меди(II);
2 – гидроксид тетраамминмеди(II);
3 – растворение тетраамминмеди(II) в соляной кислоте;
4 – к раствору 3 добавлен гексацианоферрат(II) калия
7

5. Образование гексацианоферратов и аммиакатов в смесях модельных растворов СuSO4 и NiSO4

ОБРАЗОВАНИЕ ГЕКСАЦИАНОФЕРРАТОВ И АММИАКАТОВ
В СМЕСЯХ МОДЕЛЬНЫХ РАСТВОРОВ СUSO4 И NISO4
№
образца
Отношение объемов растворов
СuSO4 и NiSO4
Реактив
5:1
1
1:1
Раствор аммиака 10 %
2
Раствор желтой кровяной
соли К4[Fe(CN)6]
3
Раствор аммиака 10 %
к образцу № 2
1
2
3 4
1
2
3
1
2
3 4
1
2
3 4
3
1
2 3 4
1
2
4
4
8

6. Результаты последовательной обработки поверхности «грязного» мельхиора реагентами: NaOH, HCI (разб.), H2SO4(разб), HNO3 (конц)

РЕЗУЛЬТАТЫ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ
«ГРЯЗНОГО» МЕЛЬХИОРА РЕАГЕНТАМИ:
NAOH, HCI (РАЗБ.), H2SO4(РАЗБ), HNO3 (КОНЦ)
Анализ отработанного
раствора реактивами
Реактив
1
Исходный
раствор
и после
добавления
NH3*H2O
На
фильтровальн
ой бумаге с
К4[Fe(CN)6]
2
3
Ложки после
Состав
обработки
загрязнений
реагентом
4
5
До
обработки
НСl(разб.)
CuO, Cu2O,
NiO,
(СuOH)2CO39
Возможно
NiS

7. (продолжение)

(ПРОДОЛЖЕНИЕ)
1
2
3
4
5
H2SO4(разб)
Не
обнаружены
HNO3 (конц)
CuS, Cu2S
NH3*H2O
(ложки
исходные)
Заметных
внешних
изменений
нет
CuO, Cu2O,
NiO, Cu2S
(СuOH)2CO3
ВЫВОДЫ:
Состав патины: СuO, Cu2O, NiO, CuS, Cu2S, NiS, Сu(OH)2 CO3
10
Патину можно удалить обработкой кислотами (дома использовать опасно)

8.

Совет бабушки:
«…прокипяти мельхиор в алюминиевой посуде с
раствором соды…»
Al + NaOH + 2H2O = Na[Al(OH)4] + H2↑
Na2CO3 + H2O ↔ NaHCO3 + NaOH
25 0C
100 0C
+HCl
NH3*H2O
60 – 200 0С
2NaHCO3 Na[Al(OH)
=
Na
СO3 + Н=2ОNaCl
+ СО
+ AlCl
4H O
2↑ 3 +
4] 2 + 4HCl
.H O 2= Al(OH) ↓ + 3NH Cl
AlCl
+
3NH
3 + 33H 3O 2
3
4
Na[Al(OH)4] + СО
+ AlCl
NaHCO
Al(OH)
2 = Al(OH)
3↓ =
3 + 3HCl
3
2
11

9. Очистка поверхности мельхиора кипячением в растворе соды в присутствии алюминия

ОЧИСТКА ПОВЕРХНОСТИ МЕЛЬХИОРА КИПЯЧЕНИЕМ
В РАСТВОРЕ СОДЫ В ПРИСУТСТВИИ АЛЮМИНИЯ
Опыт 1. Контакта мельхиора с алюминием в растворе нет
исходная
после опыта
Al(OH)3 в отработанном
растворе
Выводы:
•Водород выделяется
•Очистки поверхности
практически нет
Al + NaOH + 2H2O = Na[Al(OH)4] + H2↑
Опыт 1:
Опыт 2. Мельхиор находится в контакте с алюминием
исходная
после опыта
Опыты 2 и 2А:
Al(OH)3 в отработанном
растворе
Катод (мельхиор): 2Н2О + 2ē → Н2↑ + 2ОНАнод (алюминий): Al0 - 3ē → Al3+
Опыт 2А. Соду заменили поваренной солью
исходная
Выводы:
•Водород выделяется
•Очистка происходит
•Процесс
электрохимический
Al(OH)3 в отработанном
растворе
после опыта
Выводы:
•Очистка происходит,
результат хуже, чем в опыте 2
•Процесс электрохимический12

10. Выводы:

ВЫВОДЫ:
Состав патины на поверхности мельхиора: CuO, Cu2O, NiO,
CuS, Cu2S, NiS, (СuOH)2CO3 .
Патину с поверхности мельхиора можно удалить кипячением
в растворе соды в присутствии алюминия.
Мельхиор должен находиться в контакте с алюминием, т.к.
процесс очистки электрохимический.
Обработку следует проводить в хорошо проветриваемом
помещении, т.к. при наличии на поверхности мельхиора
сульфидов металлов, возможно образование сероводорода.
13

11.

Опыт 1: Al + NaOH + 2H2O = Na[Al(OH)4] + H2↑
НН
Алюминий
НН
Мельхиор
НН
Н
Н
Н
Н
Раствор соды
Опыты 2 и 2А:
Катод (мельхиор): 2Н2О + 2ē → Н2↑ + 2ОНАнод (алюминий): Al0 - 3ē → Al3+
Алюминий
Мельхиор
+
Аl3+
Аl3+
Аl3+
Н
-Н Н
ē→
Н
ē→ Н
Н
Аl3+
14