Come si costruisce una cella galvanica per depositare metalli?
Una cella galvanica per il deposito di metalli, nota anche come cella elettrolitica o cella galvanica, è un dispositivo utilizzato per depositare uno strato di metallo su un altro metallo attraverso un processo elettrochimico. Ecco una guida passo passo per costruire una cella di questo tipo:
Materiali:
- Sorgente di corrente: una sorgente di tensione continua controllabile.
- Anodo: ad esempio, un anodo di rame se si deve depositare del rame; per alcune soluzioni è necessario utilizzare un anodo diverso - segui le istruzioni per l'elettrolita.
- Catodo (pezzo da lavorare): Il pezzo di metallo su cui deve essere depositato l'altro metallo (ad esempio un gioiello).
- Soluzione elettrolitica: una soluzione contenente ioni metallici del metallo da depositare (ad es. elettrolita di rame per la deposizione di rame).
- Contenitore: per contenere la soluzione elettrolitica.
- Fili conduttori e morsetti a coccodrillo: Per collegare gli elettrodi alla fonte di alimentazione.
Preparazione:
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Preparazione della soluzione elettrolitica:
- Riempi il contenitore con la soluzione elettrolitica. Puoi utilizzare un elettrolita di rame, ad esempio per depositare il rame.
- Riempi il contenitore con la soluzione elettrolitica. Puoi utilizzare un elettrolita di rame, ad esempio per depositare il rame.
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Inserimento degli elettrodi:
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Anodo: inserisci gli anodi (ad esempio la piastra di rame) nella soluzione. Questi elettrodi forniranno il metallo da depositare. È consigliabile utilizzare due anodi opposti per ottenere una deposizione più uniforme. Fai riferimento ai diagrammi. (Se non è possibile ottenere una simile disposizione degli anodi, è possibile ottenere un rivestimento uniforme del pezzo in lavorazione mediante una rotazione continua).
Consulta anche la sezione “La dispersione nella galvanica”
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Catodo: posiziona anche il catodo (ad esempio il gioiello) nella soluzione. Si tratta del pezzo su cui viene depositato il metallo.
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Anodo: inserisci gli anodi (ad esempio la piastra di rame) nella soluzione. Questi elettrodi forniranno il metallo da depositare. È consigliabile utilizzare due anodi opposti per ottenere una deposizione più uniforme. Fai riferimento ai diagrammi. (Se non è possibile ottenere una simile disposizione degli anodi, è possibile ottenere un rivestimento uniforme del pezzo in lavorazione mediante una rotazione continua).
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Collegamento alla fonte di alimentazione:
- Collega l'anodo (piatto di rame) al polo positivo della fonte di alimentazione.
- Collega il catodo (pezzo da lavorare) al polo negativo della fonte di alimentazione. In questo modo il catodo si carica negativamente e il metallo si deposita su di esso.
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Attiva il flusso di corrente:
- Accendi la sorgente di corrente. Gli ioni metallici presenti nella soluzione (ad esempio gli ioni Cu²⁺) sono attratti dal catodo, che è carico negativamente. Gli ioni si riducono in atomi metallici neutri e si depositano sulla superficie del catodo.
Come funziona:
- Anodo (piastra di rame): L'anodo si dissolve parzialmente a causa del flusso di corrente, rilasciando ioni di rame (Cu²⁺) nella soluzione, per cui la concentrazione di ioni di rame nella soluzione elettrolitica rimane costante:
Cu → Cu²⁺ + 2e⁻
- Catodo (pezzo da lavorare): Al catodo, gli ioni di rame (Cu²⁺) provenienti dalla soluzione vengono ridotti dagli elettroni e depositati sul pezzo sotto forma di rame metallico:
Cu²⁺ + 2e⁻ → Cu
Note importanti:
- Amperaggio e tempo: l'amperaggio e la durata del processo determinano lo spessore dello strato metallico depositato. Correnti più elevate e tempi più lunghi portano a strati più spessi.
- Temperatura: la temperatura della soluzione elettrolitica può influenzare la velocità di deposizione. Temperature più elevate possono accelerare il processo, ma anche influenzare la qualità dello strato.
- Purezza della soluzione elettrolitica: le impurità presenti nella soluzione possono influire sulla qualità dello strato metallico depositato.
Risultato:
Con questa procedura si deposita uno strato metallico uniforme sul pezzo da lavorare. Questo è il principio di base della galvanoplastica, che viene utilizzata in molti processi industriali per rivestire i metalli e proteggere o perfezionare le superfici.
Struttura generale:
Confronto del deposito:
L'anodo e il pezzo da lavorare occupano una posizione opposta. Sul lato anteriore del pezzo si deposita più metallo che sul lato posteriore. Il pezzo deve essere ruotato a intervalli regolari. | Nella vasca si trovano due anodi e il pezzo da lavorare. Si noti che entrambi gli anodi devono essere collegati alla stessa alimentazione. Il pezzo viene posizionato al centro, tra i due anodi. Questo garantisce una deposizione più uniforme. |