Über dieses Experiment
Überziehen Sie einen Schlüssel, einen Löffel oder einen Ring mit Kupfer. Messen Sie die mittlere Schichtdicke, ändern Sie die Oberfläche, ohne die Ladungsmenge zu verändern, und kehren Sie die Polarität um, um eine vorhandene Beschichtung abzutragen.
Lernziele
- Platzieren Sie das Objekt an der Kathode, damit sich Kupfer abscheidet.
- Unterscheiden Sie zwischen der abgeschiedenen Masse und der Schichtdicke.
- Berücksichtigen Sie das Kupfer im Objekt, in der Gegenelektrode und im Bad.
Anleitung
- 1Schließen Sie den Stromkreis, wobei das Objekt negativ gepolt ist, und messen Sie nach einer festgelegten Einschaltdauer des Netzgeräts.
- 2Verdoppeln Sie die eingegebene Objektoberfläche und vergleichen Sie die Schichtdicke mit der abgeschiedenen Masse.
- 3Verringern Sie den Stromwirkungsgrad und vergleichen Sie die Zunahme an der Kathode mit dem Verlust an der Anode.
- 4Polen Sie das Objekt positiv und verfolgen Sie den Verlust seiner anfänglichen Kupferschicht.
Das Modell
Annahmen
- Das säuregepufferte Bad verfügt über einen praktisch unbegrenzten Cu²⁺-Vorrat. Die Anode löst sich bei vollem Stromwirkungsgrad auf.
- Der kathodische Strom, der nicht für die Kupferabscheidung verwendet wird, wird der Wasserstoffentwicklung zugeordnet. Die Kupfermenge im Bad nimmt daher um den Anodenverlust abzüglich des Kathodengewinns zu.
- Die Auflösung und Abscheidung des Grundmetalls werden nicht berücksichtigt. Ein umgekehrtes, unbeschichtetes Objekt führt keinen Modellstrom, und das Abtragen endet, sobald seine anfängliche Kupferbeschichtung vollständig verbraucht ist.
- Die eingegebene Oberfläche bestimmt die gleichmäßige mittlere Schichtdicke anhand einer Kupferdichte von 8,96 g/cm³. Die Formgeometrie und die sichtbare Beschichtung dienen der Veranschaulichung.
Im Unterricht ausprobieren
- Q1Warum kann der Massenverlust der Anode größer sein als die Massenzunahme des Objekts?
- Q2Warum halbiert eine Verdopplung der Fläche die Schichtdicke, ohne die abgeschiedene Masse zu verändern?
Häufig gestellte Fragen
Was geschieht, wenn das Objekt positiv geladen ist?
Das Modell trägt nur die vorhandene Kupferbeschichtung ab. Es stoppt, bevor es Vorhersagen über das nicht modellierte Grundmetall trifft.
Berechnet eine Änderung der gezeichneten Form eine neue Fläche?
Nein. Sie verändert die Illustration. Die separat eingegebene Fläche ist die quantitative Oberfläche, die bei der Dickenberechnung verwendet wird.