銅は下の方の茶色。
黄色いのは電子雲です。
青いのが銅イオン。
緑が水分子のなかのＯＨ基。
赤が塩素イオン。
水分子は固液界面の近くまで来るが
電子を受け取るのは銅イオンです。
雷のような電子雲の移り変わりでイオンから金属に変わります。
同時に銅イオンの周りの緑のＯＨ基は取れます。
これが見たかのような
固液界面パステル画です。
最先端の化学をわかりやすく解説する超優秀なサイトが
「夢化学２１」
これは、いままで興味なかったから見てなかったけど、
一度、全部目をとおしてみよう。
すごく面白そう。
http://www.kagaku21.net/
電気めっきは電極と電解質があればなんでもできる。
と
林先生に教わりました。
めっき液をつけた布に電気コテをあててめっきする。
さらに進めてめっき液を含ませた布で
アイロンをかけながら電気めっきをする。
温度は低めに。スチームは適度に。
かなりマッドサイエンティスト化してきました。
が面白そうでしょ。
身近なもので化学実験するなら、
発想力で勝負。
でも、せっけんすら造ったことない私。
まだまだだよ。
電解銅箔はプリント配線板に使うフォイルで
電気めっき法で作られる。
簡単に基礎電気めっき浴を紹介すると
CuSO4が濃い目の１．５モル・L
硫酸が濃い目に１．０モル・L
塩酸が５０ｐｐｍ
ゼラチンが２ｐｐｍです。
電気条件は
１ｃｍ平方に１Aを流すという高電流めっきです。
３５ミクロンの厚さの膜が96秒でめっきできる計算です。
これが９６クーロンという意味です。
重さを測るとめっき反応は効率１００％に近いです。
まず、硫酸銅の濃度。銅の結晶性に関わります。
ある程度濃いほうが、銅の軟らかい結晶ができるようです。
硫酸の濃度。これはあまり影響ありません。
なくしてしまうのはいけないようです。
ないと銅の水酸化物ができるのかな？？
電流密度。これは高電流＝高電圧めっきにすると
銅の表面のでこぼこがひどくなりすぎます。
めっき温度。これは高温結晶性が低くなる。
よくわかんないですね。。。
最後に塩酸とゼラチン濃度。
これは、めっきのキモ。
塩酸がめっきをスピードアップして、
反応速度を上げます。
そのため表面のカタチや結晶構造が変わります。
ゼラチンは塩酸の働きを均一にする役割です。
以上、、めっき通の人ならわかる、電解銅めっきのキモ。でした。
化学おじさん、林先生と逢ってきました。
隣町の某 林ラボで日夜、実験キットの開発にいそしむ人です。
もともとは高校の化学の先生で定年退職した自由人です。
モルの会という化学サークルに入っているそうです。
林ラボは駅から5分の好立地の
目だたない建物でした。
町工場的な研究室です。
燃料電池を自作して高校生に
水素ガスだけで電気が起こせる様子を実験でわからせることが
できます。
私も見せてもらって感激しました。
ステンレスメッシュをアルカリ洗浄してビタミンＣで還元してから
パラジウムめっきを電気的に行います。
ステンレスの網の表面にパラジウムがささくれ状にめっきされます。
これはめっき電流を極端に高い電流にして
ささくれ状にした方が特性があがるそうです。
そのほか、ニッケルの上に
銅めっきをしてマジックで絵を描いておくと
その部分だけめっきされずにのこり、
あとからエタノールで洗うと、銅の配線と同じようなめっきができるという実験。
銅の電気めっきで硫酸はなぜ加えるのか？？って質問されました。
銅めっきは電気量と得られる銅の重さがほぼ１００％の関係で
ファラデーやアボガドロ数の概念を教えるのに使えるそうです。
これには私も激しく同意。
私も銅めっきの表面が数滴の塩酸をめっき液にくわえることで
光沢めっきからざらざらめっきに変わっていくことなどを話しました。
これは電解銅箔として工業的にも有用なめっき技術です。
あとはＨＤＤ（ハードディスク）をめっきで作る話。
これはあんまり深い話はしませんでした。
導電性高分子の陽極酸化電解重合によって成膜する方法。
水溶液中で電析させたあと、
有機溶媒中で水分を電気的に飛ばして活性化する話。
リチウムを電気めっきで析出させて光沢ある表面を得たい。
が針状結晶ができて光沢は得られない。
これにはリチウムを電気めっきで析出させて
（充電スタートの）リチウム1次電池の原理を理解させる。
導電性高分子に高分子電解質を電解重合で絡ませて
表面の反応をまったく変えることができること。
高分子に金属イオンを染み込ませて、
金属イオンが出て行くことで電極になる。
これによって電極反応がすごく速くなること。
サランラップの筒に銅コイルを巻きつけて、
中を磁石を動かして電流が発生する電磁誘導の実験。
これはデジタル電流計をマイコンで自作してました。
アルファべットをマイコンに入力するのに四桁の数字を打ち込んでました。
あまりに密度の濃い話ばかりで、実に楽しい時間でした。
電気材料化学って本を貸してきたので
また会いにいく口実ができそうです。
それに高校生に化学を教える教材をつくるってなかなか面白そう。
今後ともよろしくお願いいたします。
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珪藻土 VS 漆喰
しっくい、ってよくわからないけど、
薄膜作成法としては結構面白そう。
究極まで薄くするとどうなるか？
珪藻土ってなにかよくわからんけど、
藻も化石らしい。
元素的になにを含むか知らんが、
つなぎを混ぜてコーティングするってことは
結構、化学実験に使えそう。
太陽電池職場はすでに応用済み。
次の触媒は？？？