Aliuminio paviršiaus elektrocheminis oksidavimas (laboratorinis darbas)

Aliuminio paviršiaus elektrocheminis oksidavimas

1.Elektrocheminis aliuminio oksidavimas ir oksido plėvelės kokybės patikrinimas.

Nuplauname dviejų aliuminio plokštelių organines ir riebalines medžiagas, t.y. įmerkiame jas į 70-80oC temperatūros Na2CO3 (25-50 g/l), Na3PO4 (50 g/l), Na2SiO3 (30 g/l) tirpalą ir palaikome jame 3min. Po to plokšteles ištraukiame už briaunų ir gerai nuplauname vandeniu. Kad plokštelės pašviesėtų kelioms sekundėms įmerkiame jas į 30 % HNO3 tirpalą, paskui vėl gerai nuplauname vandeniu. Paruoštas plokšteles pakabiname elektrolizės vonelėje.

Pagal schemą sujungiame aparatūrą ir leidžiame apskaičiuoto stiprumo elektros srovę:

I = ik * S

I – srovės stiprumas A; ik – srovės tankis A/dm2; S – vienos plokštelės abiejų pusių plotas dm2.
Paskaičiuojame plokštelės plotą:

S=0,3dm*0,4dm*2=0,24dm2;

ik = 2 A/dm2;

I = 2 * 0,24 = 0,48 A.

Plokšteles įkišame į elektrolitą ir leidžiame 30 min. 0,48A stiprumo srovę.
Elektrochemiškai oksiduojant aliuminį rūgščiame tirpale, vyksta šis oksidacijos procesas:

2H2O – 4e 4H + 2O (2O O2)

Išsiskyręs atominis deguonis gali sudaryti aliuminio paviršiuje tik labai ploną oksido plėvelę:

2Al + 3O Al2O3

Po to prasideda elektrocheminis oksidacijos procesas kietoje fazėje – metalo ir oksido plėvelės sąlyčio vietoje (žiūrėti paveiksliuką):

2Al3+ + 3O2- Al2O3

Katodo paviršiuje vyksta redukcijos reakcija:

2H+ + 2e 2H (2H H2)

1 – bajerinis sluoksnis;
2 – akytas Al2O3 sluoksnis;
3 – elektrolitas.

Po to oksiduotas plokšteles nuplovėme vandeniu ir sukarpėme į 4 dalis (juosteles). 3 juosteles įmerkėme į dažus: mėlynus, bordinius, žalius ir kaitinome visus tris indelius kol dažai užvirė. Ketvirtą dalį nusausinome ir įdėjome į neorganinės druskos K4[Fe(CN)6] tirpalą. Po to vėl nusausinome ir įdėjome į kitą neorganinių druskų tirpalą – FeCl3. Palaikę juostelę abiejuose druskų tirpaluose po 2min. gavome, kad juostelės dalis, kuri buvo oksiduota nusidažė melsva spalva (abiem tirpalams sureagavus, aliuminio oksido plėvelės paviršiuje susidarė ir akutėse nusėdo spalvoti junginiai), o neoksiduota dalis liko nepakitusi:

3K4 [Fe(CN)6] + 4FeCl3 Fe4 [Fe(CN)6]3 + 12KCl

Organinių dažų tirpaluose įmerktos aliuminio oksido juostelės nusidažė: mėlyna, žalia, bordine spalvomis. Neoksiduotos juostelės dalys nei viena iš šių spalvų nenusidažė.

IŠVADA: Oksiduotos aliuminio plokštelės nusidažė gana ryškiai, o tai įrodo, kad susidarė pakankamo storio aliuminio oksido plėvelė.

Susiję įrašai:

• Normalinės koncentracijos tirpalai (laboratorinis darbas)
• Metalų korozija (laboratorinis darbas)
• Galvaninės dangos (laboratorinis darbas)
• Cheminė kinetika ir pusiausvyra (laboratorinis darbas)
• Metalų cheminės ir fizikinės savybės