Работа 1. Получение никелевого покрытия электрическим методом

Цель работы. Покрыть стальную пластинку слоем никеля и рассчитать выход Ni по току.

Оборудование и материалы: (Схема).

1.    Стеклянный электролизер (прямоугольная стеклянная ванна).

2.    Реостат на 8 – 10 Ом.

3.    Амперметр и вольтметр постоянного тока на 5–8 А и 5–10 В.

4.    Выпрямитель или батарея аккумуляторов на 10 В.

5.    Стальные и никелевые электроды.

6.    Состав электролита для никелирования (в г/л): сульфат никеля – 150 – 200; сульфат натрия – 70; сульфат магния – 10; борная кислота – 30; хлорид натрия – 5.

Проведение работы:

              Никелирование складывается из следующих операций: подготовка поверхности металла или сплава, никелирование и полировка никелевого покрытия.

Для опыта наиболее пригодны прямоугольные стальные пластинки (общая поверхность в 10 – 15 см²). Площадь пластинок замеряется штангенциркулем или в крайнем случае линейкой. Пластинки предварительно зачищаются крупной наждачной шкуркой, а затем мелкой. При переходе к более мелким номерам необходимо полностью ошлифовать царапины, оставшиеся от более крупных номеров шкурок.

Для получения ровного блестящего покрытия пластинку после шлифовки полируют порошком оксида хрома (III) или алюминия, который наносится на сукно, набитое на деревянный брусок. Для обезжиривания пластинку натирают гидроксидом кальция, нанесенным на зубную щетку. Пасту удаляют дистиллированной водой и щеткой. Пластинку в это время удерживают пинцетом. После обезжиривания пластинку ополаскивают дистиллированной водой, помещают примерно на 1 минуту в 3 – 5%-ный раствор серной кислоты и снова промывают водой. При кратковременном травлении железа серной кислотой на поверхности выявляется кристаллическая структура железа, вследствие чего улучшается контакт покрытия с железом.

 Перед тем как поместить электроды в ванну никелирования необходимо взвесить катод с точностью до сотых едениц грамма. Никелирование покрываемой площади проводится при плотности тока 0,01 А/см² в течение примерно 15 мин.

Напряжение на электродах зависит от сопротивления электролита и от расстояния между ними. При никелировании нужно следить за показаниями амперметра, так как превышение силы тока выше указанной ухудшает качество покрытия. Сила тока регулируется реостатом.

После никелирования постоянный ток выключается, пластины промываются водой, высушивают и взвешивают никелированный катод.

Оформление результатов работы.

Зарисовать ванну для никелирования. Описать порядок проведения работы, состав электролита, режим никелирования, привести расчеты выхода никеля по току в соответствии с законом Фарадея.

© УлГПУ, кафедра химии, доцент Пестова Н. Ю., 2013