Zlotnik_jubiler_731[06]_Z1.05

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

MINISTERSTWO EDUKACJI

NARODOWEJ

Mirosław Muraszkowski

Chemiczne i elektrochemiczne metody obróbki
wykańczającej
731[06].Z1.05

Poradnik dla ucznia

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy
Radom 2006

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Recenzenci:
Antoni Korsak
Piotr Korsak

Opracowanie redakcyjne:

Jerzy Laskowski

Konsultacja:

Zenon W. Pietkiewicz

Korekta:

Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej „Chemiczne
i elektrochemiczne metody obróbki wykańczającej” 731[06].Z1.05 zawartego w modułowym
programie nauczania dla zawodu złotnik-jubiler.

Wydawca

Instytut Technologii Eksploatacji – Państwowy Instytut Badawczy, Radom 2006

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

SPIS TREŚCI

1. Wprowadzenie

2. Wymagania wstępne

3. Cele kształcenia

4. Materiał nauczania

4.1.

Trawienie i barwienie metali

4.1.1. Materiał nauczania

4.1.2. Pytania sprawdzające

4.1.3. Ćwiczenia

4.1.4. Sprawdzian postępów

4.2.

Elektrochemiczna obróbka metali

4.2.1. Materiał nauczania

4.2.2. Pytania sprawdzające

4.2.3. Ćwiczenia

4.2.4. Sprawdzian postępów

4.3. Odzyskiwanie metali szlachetnych z kąpieli. Neutralizacja ścieków

4.3.1. Materiał nauczania

4.3.2. Pytania sprawdzające

4.3.3. Ćwiczenia

4.3.4. Sprawdzian postępów

5. Sprawdzian osiągnięć

6. Literatura

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

1. WPROWADZENIE

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy niezbędnej do poznania chemicznej

i elektrochemicznej obróbki wykańczającej.

Poradnik ten zawiera:

−

wymagania wstępne – wykaz umiejętności, jakie powinieneś mieć już ukształtowane,
abyś bez problemów mógł korzystać z poradnika,

−

cele kształcenia – wykaz umiejętności, jakie ukształtujesz podczas pracy z poradnikiem,

– materiał nauczania – wiadomości teoretyczne niezbędne do osiągnięcia założonych celów

kształcenia i opanowania umiejętności zawartych w jednostce modułowej,

– zestaw pytań, abyś mógł sprawdzić, czy już opanowałeś określone treści,
– ćwiczenia, które pomogą Ci zweryfikować wiadomości teoretyczne oraz ukształtować

umiejętności praktyczne,

– sprawdzian postępów,
– sprawdzian osiągnięć, przykładowy zestaw zadań. Zaliczenie testu potwierdzi opanowanie

materiału całej jednostki modułowej,

– literaturę.

Bezpieczeństwo i higiena pracy

Podczas wykonywania czynności w pracowni należy stosować się do regulaminu,

przepisów bhp oraz instrukcji przeciwpożarowych wynikających z rodzaju wykonywanych
prac. Przepisy te poznasz podczas trwania nauki.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Schemat układu jednostek modułowych w module 731[06].Z1

„Montaż i obróbka wykańczająca wyrobów złotniczo-jubilerskich”.

Moduł 731[06].Z1

Montaż i obróbka wykańczająca
wyrobów złotniczo-jubilerskich.

731[06].Z1.01

Stosowanie przepisów bhp przy montażu

i obróbce wykańczającej wyrobów

złotniczo-jubilerskich

731[06].Z1.02

Montaż wyrobów złotniczych.

731[06].Z1.06

Naprawa wyrobów złotniczo-jubilerskich.

731[06].Z1.04

Mechaniczne metody obróbki

wykańczającej.

731[06].Z1.05

Chemiczne i elektrochemiczne

metody obróbki wykańczającej.

731[06].Z1.03

Oprawianie kamieni jubilerskich.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

2. WYMAGANIA WSTĘPNE

Przystępując do realizacji programu jednostki modułowej, powinieneś umieć:

−

stosować się do przepisów bezpieczeństwa i higieny pracy, ochrony przeciwpożarowej

oraz ochrony środowiska,

−

rozpoznawać podstawowe materiały stosowane w złotnictwie i jubilerstwie,

−

posługiwać się dokumentacją techniczną,

−

projektować wyroby złotniczo-jubilerskie,

−

rozróżniać maszyny i narzędzia stosowane w jubilerstwie,

−

wykonywać prace z zakresu obróbki ręcznej,

−

stosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy przy obróbce i montażu

wykańczającym wyroby złotniczo jubilerskie,

−

montować wyroby złotnicze,

−

oprawiać kamienie jubilerskie,

−

stosować mechaniczne metody obróbki wykańczającej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3. CELE KSZTAŁCENIA

W wyniku realizacji programu tej jednostki modułowej, powinieneś umieć:

−

zastosować zasady bhp i ochrony środowiska podczas chemicznej i elektrochemicznej

obróbki metali,

−

zorganizować stanowisko robocze do chemicznej i elektrochemicznej obróbki metali

zgodnie z wymaganiami technologicznymi, zasadami ergonomii, przepisami bhp oraz
ochrony środowiska,

−

rozróżnić technologie chemicznej i elektrochemicznej obróbki metali,

−

wyjaśnić

zjawiska

fizyczne

chemiczne

zachodzące

podczas

chemicznej

i elektrochemicznej obróbki metali,

−

określić właściwości i zastosowanie materiałów stosowanych do chemicznej

i elektrochemicznej obróbki metali,

−

rozróżnić narzędzia i urządzenia stosowane do chemicznej i elektrochemicznej obróbki

metali,

−

określić zasady użytkowania narzędzi i urządzeń stosowanych do chemicznej

i elektrochemicznej obróbki metali,

−

odczytać dokumentację technologiczną w zakresie niezbędnym do wykonania zadań,

−

ocenić stan techniczny narzędzi i urządzeń oraz przeprowadzić bieżącą konserwację,

−

sporządzić zapotrzebowanie i rozliczenie materiałowe,

−

odzyskać metale szlachetne z kąpieli trawiących i elektrolitów,

−

wykonać

obróbkę

wykańczającą

zastosowaniem

metod

chemicznych

i elektrochemicznych,

−

ocenić jakość wykonanych prac oraz ujawnić przyczyny powstawania wad.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4. MATERIAŁ NAUCZANIA

4.1. Trawienie i barwienie metali

4.1.1. Materiał nauczania

Stanowisko, materiały i narzędzia do chemicznej obróbki metali

W procesie chemicznej obróbki metali wydzielają się szkodliwe gazy, dlatego stanowisko

usytuowane musi być pod wyciągiem i obudowane materiałem odpornym na działanie
używanych chemikaliów (najczęściej jest to blacha stalowa nierdzewna).

Rys 1. Stanowisko do chemicznej obróbki metali.

Na stanowisku umieszczone jest urządzenie do podgrzewania roztworów, jest to

najczęściej maszynka elektryczna z możliwością regulacji temperatury. Niezbędne są również

WYPROWADZENIE
DO PRZEWODÓW
WENTYLACYJNYCH

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

naczynia na kąpiele chemiczne i wodę do płukania wykonane z blachy kwasoodpornej, szkła
lub  porcelany.  Do  odmierzania  odpowiednich  ilości  składników  używamy  laboratoryjnych
naczyń  szklanych  z  podziałkami  i  wagi  jubilerskiej.  Do  mierzenia  temperatury  kąpieli
stosujemy  termometr.  Roztwory  mieszamy  bagietkami  szklanymi.  Do  wkładania
i  wyjmowania  przedmiotów  używamy  pęsety.  Do  suszenia  wyrobów  po  procesie  używamy
miękkiej szmatki bawełnianej lub suszarki. Do sproszkowania wielosiarczku potasu używamy
moździerza.
W pobliżu stanowiska do chemicznej obróbki metali powinien znajdować się zlew z bieżącą
wodą. Osoba pracująca na stanowisku musi być wyposażona w odpowiednią odzież.

Do trawienia metalu używamy głównie roztworów kwasów mineralnych siarkowego

i azotowego

Do barwienia metali szlachetnych używamy:

−

wielosiarczku potasu,

−

węglanu amonu,

−

wody destylowanej,

−

kwasu siarkowego,

−

jodku potasu,

−

siarczanu miedzi,

−

wody amoniakalnej,

−

kwas octowego.

Odczynniki chemiczne przechowujemy i stosujemy zgodnie z przepisami bezpieczeństwa

i higieny pracy. Wszystkie naczynia, pęsety i bagietki szklane po zakończeniu procesów
należy wypłukać i wysuszyć.

Trawienie

Trawienie jest to proces polegający na usunięciu z powierzchni metali tlenków

powstających
w procesie obróbki. Tlenki są związkami pierwiastków z tlenem. Trawienie wykonujemy na
stanowisku do chemicznej obróbki metali w kąpielach do trawienia.

Skład kąpieli do trawienia zależy od rodzaju stopu metalu i jego próby.

Kąpiele stosowane w jubilerstwie:

−

najpopularniejszą kąpielą do trawienia stopów metali szlachetnych jest roztwór kwasu
siarkowego; składa się z 1 części stężonego kwasu siarkowego i 3 części wody
destylowanej,

−

wyroby wykonane ze stopów złota (szczególnie wysokiej próby) wytrawiamy
w roztworze kwasu siarkowego składającym się ze stężonego kwasu siarkowego i wody
destylowanej w różnych ilościach,

−

wyroby wykonane ze stopu srebra trawimy w roztworach kwasu azotowego; w zależności
od zawartości czystego srebra w stopie dobieramy stężenie roztworu (im wyższa próba,
tym wyższe stężenie).

Roztwory do trawienia przygotowujemy na stanowisku do chemicznej obróbki metali. Do

naczynia,  w  którym  mamy  przeprowadzić  trawienie  wlewamy  najpierw  odmierzoną  ilość
wody,  a  potem  odpowiednią  ilość  kwasu.  Kwas  wlewamy  bardzo  powoli  cienkim
strumieniem.  W  czasie  wlewania  kwasu  wydziela  się  znaczna  ilość  ciepła.  Wszystkie
czynności  należy  wykonywać  przy  włączonym  wentylatorze,  ponieważ  gazy  wydzielane
podczas  reakcji  są  bardzo  szkodliwe  (szczególnie  tlenek  azotu  wydzielający  się  podczas
trawienia kwasem azotowym). Przed przystąpieniem do trawienia wyrób musi być dokładnie
odłuszczony.  Odtłuszczanie  wykonujemy  za  pomocą  rozpuszczalników  organicznych,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

którymi  przemywamy  wyrób,  a  następnie  spłukaniu  bieżącą  wodą.  Przed przystąpieniem  do
trawienia  obok  naczynia  z  roztworem  umieszczamy  naczynie  z  wodą.  Przygotowaną  kąpiel
do  trawienia  nagrzewamy  do  temperatury  80  –  90˚C.  Temperaturę  mierzymy  termometrem
umieszczonym  w  roztworze.  Po  osiągnięciu  żądanej  temperatury  umieszczamy  w  kąpieli
wyrób.  Za  pomocą  pęsety  po  kilku  minutach  sprawdzamy  stan  powierzchni  wyrobu
i  stopień  wytrawienia.  Prawidłowo  wytrawiony  wyrób  ze  srebra  powinien  mieć  jasną,
jednolitą  srebrno-białą  barwę.  Wyroby  wykonane  ze  stopu  złota  mają  zależnie  od  próby
i  składu  jednolitą  barwę  od  jasnożółtej  do  jasnoczerwonej.  Jeżeli  wyroby  nie  są  jeszcze
prawidłowo  wytrawione,  umieszczamy  je  ponownie  w  kąpieli,  kontrolując  co  jakiś  czas
efekty trawienia. Po zakończeniu trawienia wyrób płuczemy w naczyniu z wodą, a następnie
płuczemy pod bieżącą wodą i suszymy.

Barwienie

Proces barwienia chemicznego polega na reakcji między powierzchniową warstwą

metalu, a użytym środkiem chemicznym. W wyniku tej reakcji na powierzchni wyrobu
tworzą się tlenki metali, nadając mu inną barwę. Barwienie metali wykonujemy na
stanowisku do chemicznej obróbki metali. Najczęściej wykonujemy barwienie srebra na kolor
czarny, szary, brązowy, zielono-szary lub biały. Srebro na kolor biały barwimy w roztworach
do trawienia srebra. Kąpiel do barwienia srebra na czarno razem szaro przygotowujemy z:

−

10 gram wielosiarczku potasu,

−

10 gram węglanu amonu,

−

1 litra wody.

Kąpiel przygotowujemy pod wyciągiem, ponieważ wielosiarczek potasu wydziela bardzo

nieprzyjemny  zapach.  W  moździerzu  rozbijamy  na  proszek  potrzebną  ilość  wielosiarczku
potasu,  umieszczamy  go  w  naczyniu,  w  którym  będziemy  barwić  srebro  i  zalewamy  wodą.
Następnie  dodajemy  węglan  amonu.  Całość  roztworu  podgrzewamy  do  temperatury
60 – 70˚C, mieszamy i roztwór do barwienia jest gotowy. Przedmiot, który chcemy zabarwić,
umieszczamy  w  roztworze  przy  użyciu  pęsety.  Intensywność  zabarwienia  zależy  od  czasu,
przez  jaki  będziemy  trzymać  wyrób  w  roztworze.  Już  po  kilku  sekundach  od  zanurzenia
przedmiotu  zmienia  on  zabarwienie.  Po  kilku  minutach,  jeżeli  roztwór  jest  prawidłowo
przygotowany,  a  wyrób  należycie  wytrawiony,  powinien  mieć  barwę  czarną.  Jeśli  chcemy
poczernić  tylko  część  wyrobu,  to  możemy  substancję  barwiącą  nanieść  pędzlem  na
odpowiednie  miejsca.  Po  uzyskaniu  żądnej  barwy  wyjmujemy  wyrób  z  kąpieli,  płuczemy
w  naczyniu  z  wodą,  a  następnie  pod  bieżącą  wodą  i  suszymy.  Nie  należy  trzymać
w  roztworze  wyrobów  dłużej  niż  około  1  godziny,  ponieważ  powstają  wtedy  łuszczące  się
powłoki  wielowarstwowe  i  konieczne  jest  szlifowanie  wyrobu.  Jeżeli  po  około  1  godzinie
wyrób  nie  ciemnieje,  to  przyczyną  może  być  niewytrawiony,  nieodtłuszczony  wyrób,  źle
przygotowana  kąpiel  lub  kąpiel  zbyt  stara  i  niedziałająca  prawidłowo.  Po  zakończonym
procesie barwienia roztwór należy przelać do naczynia z ciemnego szkła i szczelnie zakręcić,
a  naczynie,  w  którym  wykonywaliśmy  kąpiel,  wypłukać  i  wysuszyć.  Kąpiel  do  barwienia
srebra  na  zielono-szaro  sporządzamy  z  trzech  części  stężonego  kwasu  siarkowego,  jednej
części  jodku  potasu  i  jednej  części  wody.  Wszystkie  składniki  dobieramy  wagowo,
zachowując podane proporcje. Przygotowując roztwór, rozpuszczamy jodek potasu w wodzie.
Po  całkowitym  rozpuszczeniu  otrzymanego  roztwór  wlewamy  bardzo  powoli  cienkim
strumieniem do naczynia z kwasem siarkowym, umieszczonego na stanowisku do chemicznej
obróbki metali. Otrzymaną kąpiel ogrzewamy do temperatury, w której zacznie się gotować.
Wyrób przeznaczony do barwienia umieszczamy  w naczyniu z roztworem używając pęsety.
Intensywność  uzyskanej  barwy  zależy  od  czasu  przetrzymywania  wyrobu  w  kąpieli.  Już  po
kilku  lub  kilkunastu  sekundach  powinien  mieć  barwę  jasnozieloną.  Po  uzyskaniu  żądanej

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

barwy  przedmiot  płuczemy  w  naczyniu  z  wodą,  a  następnie  pod  bieżącą  wodą  i  suszymy.
Kąpiel  do  barwienia  wlewamy  do  naczynia  z  ciemnego  szkła  i  szczelnie  zakręcamy,  a
naczynie,  w  którym  przeprowadzaliśmy  barwienie  i  pęsetę  płuczemy  i  suszymy.  Kąpiel  do
barwienia na brązowo przygotowujemy z dwóch części siarczanu miedziowego, jednej części
wody  amoniakalnej  (wodny  roztwór  amoniaku)  i  dwudziestu  części  kwasu  octowego.
Wszystkie  składniki  dobieramy  wagowo,  zachowując  podane  proporcje.  Rozpuszczamy
siarczan  miedzi  w  wodzie  amoniakalnej,  a  po  rozpuszczeniu  wlewamy  kwas  octowy.
Wszystkie czynności przeprowadzamy na stanowisku do chemicznej obróbki metali. Roztwór
podgrzewamy  do  temperatury  60  –  70˚C  i  za  pomocą  pęsety  zanurzamy  w  nim  przedmiot.
Intensywność  barwy  zależy  od  czasu  przetrzymywania  wyrobu  w  kąpieli.  Po  uzyskaniu
żądanej  barwy  (już  po  kilkunastu  lub  kilkudziesięciu  sekundach  wyrób  powinien  być
brązowy) przedmiot płuczemy w naczyniu z wodą, a następnie pod bieżącą wodą i suszymy.
Kąpiel  zlewamy  do  naczynia  wykonanego  z  ciemnego  szkła,  a  naczynie,  w  którym
wykonywaliśmy kąpiel, i pęsetę płuczemy i suszymy.

4.1.2. Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania, sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jak zorganizować stanowisko do chemicznej obróbki metali?
2.  Czy znasz receptury kąpieli do trawienia?
3.  Czy znasz receptury kąpieli do barwienia?
4.  Jak wykonujemy kąpiele do trawienia?
5.  Jak wykonujemy kąpiele do barwienia?

4.1.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Dobierz składniki do wykonania kąpieli do barwienia srebra na czarno.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  określić składniki kąpieli,
2)  określić proporcję i ilość składników,
3)  dobrać odpowiednie składniki,
4)  zaprezentować wykonane ćwiczenie,
5)  dokonać poprawności i estetyki wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

zeszyt,

−

przybory do pisania,

−

odczynniki chemiczne do barwienia metali.

Ćwiczenie 2

Zorganizuj stanowisko do chemicznej obróbki metali.

Sposób wykonania ćwiczenia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przygotować stanowisko do chemicznej obróbki metali, sprawdzając działanie wyciągu

i urządzenia do ogrzewania roztworów,

2)  przygotować niezbędne narzędzia i naczynia,
3)  przygotować związki chemiczne,
4)  zaprezentować efekt swojej pracy,
5)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

stanowisko do chemicznej obróbki metali,

−

narzędzia i naczynia do chemicznej obróbki metali,

−

związki chemiczne do chemicznej obróbki metali.

Ćwiczenie 3

Sporządź roztwór kwasu siarczkowego do trawienia srebra i wytraw wyrób.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przygotować stanowisko do wykonania ćwiczenia,
2)  sporządzić roztwór, wlewając kwas do wody,
3)  ogrzać roztwór,
4)  umieścić przedmiot w roztworze,
5)  wytrawić wyrób,
6)  wypłukać wyrób,
7)  wysuszyć,
8)  zaprezentować efekt swojej pracy,
9)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

stanowisko do chemicznej obróbki metali z urządzeniem do ogrzania kąpieli,

−

kwas siarkowy,

−

woda destylowana,

−

woda do płukania,

−

naczynia do przeprowadzenia trawienia i płukania,

−

pęseta,

−

termometr,

−

dostęp do bieżącej wody,

−

miękka szmata lub suszarka,

−

wyrób do trawienia.

Ćwiczenie 4

Sporządź roztwór do barwienia srebra na czarno i poczerń wyrób.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1) przygotować stanowisko i materiały do wykonania ćwiczenia,
2) sproszkować wielosiarczek potasu,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

3)  sporządzić roztwór,
4)  ogrzać kąpiel,
5)  poczernić wyrób,
6)  wypłukać wyrób,
7)  wysuszyć wyrób,
8)  zaprezentować efekt swojej pracy,
9)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

stanowisko do chemicznej obróbki metali z urządzeniem do ogrzania kąpieli,

−

wielosiarczek potasu,

−

węglan amonu,

−

woda destylowana,

−

woda do płukania,

−

naczynia do przeprowadzenia trawienia i płukania,

−

pęseta,

−

termometr,

−

dostęp do bieżącej wody,

−

miękka szmata lub suszarka,

−

wyrób do trawienia,

−

moździerz.

4.1.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) zorganizować stanowisko pracy do chemicznej obróbki metali?



2) wymienić materiały używane do chemicznej obróbki metali?



3) sporządzić kąpiele do trawienia?



4) wykonać proces trawienia?



5) sporządzić kąpiele do barwienia?



7) wykonać proces barwienia?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.2. Elektrochemiczna obróbka metali

4.2.1. Materiał nauczania

Galwanotechnika

Galwanotechnika jest to technika wytwarzania powłok na różnych podłożach. Materiał,

z  którego  wytwarzana  jest  powłoka,  może  pochodzić  z  elektrolitu  lub  z  jednej  z  elektrod
(najczęściej  z  anody).  Grubość  powłoki,  a  więc  również  osadzonego  metalu,  zależy  od
wartości  prądu  przepływającego  przez  naczynie,  w  którym  znajduje  się  elektrolit,  rodzaju
powłoki  i  rodzaju  kąpieli.  Masę  metalu  osadzonego  na  jednej  z  elektrod  obliczamy,
korzystając z prawa Faradaya wyrażonego wzorem:

m = k

w którym:
m – masa substancji osadzonej na katodzie wyrażona w gramach,
k – równoważnik elektrochemiczny (masa substancji w gramach osadzonej na katodzie przez
prąd o natężeniu 1 Ampera w czasie 1 godziny; jest to wartość stała wyrażona

amperach na godzinę

gram

i wynosi dla srebra 4,0245, zaś dla złota w kąpieli cyjankowej 7,3567,

I – natężenie prądu przepływającego przez elektrolit,
t – czas trwania przepływu prądu.

Ilość materiału potrzebną do utworzenia powłoki wymaganej grubości ustalamy wiedząc,

że powłoka metalowa o grubości 1 mikrometra osadzona na powierzchni 1 metra
kwadratowego ma masę (w gramach) równą gęstości w gramach na centymetr sześcienny
(ciężarowi właściwemu) danego metalu.
Na przykład:

Jeżeli gęstość złota wynosi 19,3 g/cm

to na pokrycie 1 m

powierzchni warstwą powłoki

o grubości 1 mikrometra zużyjemy 19,5 g. złota. Przy sporządzaniu kąpieli używamy pojęcia
gęstości roztworów. Wyrażamy ją w gramach na centymetr sześcienny. Na przykład gęstość
kąpieli 1,5 g/cm

oznacza, że 1 cm

ma masę 1,5 g. Procesy zachodzące w czasie elektrolizy

w  galwanotechnice  mają  zastosowanie  nie  tylko  przy  nakładaniu  powłok  na  metale,  ale
również  do  czyszczenia  i  polerowania  wyrobów.  Wyrób,  który  chcemy  wyczyścić  lub
wypolerować,  umieszczamy  wówczas  jako  anodę  w  roztworze,  a  jako  katodę  umieszczamy
materiał, na którym zbierają się metale szlachetne.

Stanowisko do elektrochemicznej obróbki metali

Większość kąpieli do czyszczenia i polerowania galwanicznego zawiera w swoim

składzie  cyjanki.  Ze  względu  na  szkodliwość  i  bardzo  rygorystyczne  postępowanie  przy  ich
użytkowaniu,  stosować  je  możemy  wyłącznie  w  galwanizerniach  spełniających  zasady
bezpieczeństwa  i  higieny  pracy  oraz  mieć  specjalne  zezwolenia.  Szczegółowe  zasady
bezpieczeństwa  opisane  są  w  jednostce  modułowej  ,,Stosowanie  przepisów  przy  montażu  i
obróbce  wykańczającej  wyrobów  złotniczo-jubilerskich”.  Stanowisko  do  elektrochemicznej
obróbki metali wyposażone musi być w wentylację wywiewną i być obudowane podobnie jak

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

stanowisko  do  chemicznej  obróbki  metali.  W  złotnictwie  przedmioty  poddawane  obróbce
elektrochemicznej  są  najczęściej  niewielkich  rozmiarów.  Naczynia  do  przeprowadzenia
procesu (wanny) są więc niewielkich wymiarów (np. 400 x 180 x 200 mm) i wykonane mogą
być  z  tworzywa  sztucznego,  porcelany,  stali  kwasoodpornej.  Procesy  galwanotechniczne
wykonywane są przy użyciu prądu stałego, którego źródłem  jest prostownik. W prostowniku
wymagana  jest  możliwość  regulacji  natężenia  i  napięcia  prądu.  Oprócz  prostownika
niezbędna  jest  grzałka  zanurzeniowa  z  osprzętem  pozwalającym  regulować  i  utrzymywać
stałą temperaturę procesu. Elektrody używane w procesie najczęściej wykonane są z  miedzi.
Po odmierzeniu odpowiednich ilości składników używamy laboratoryjnych naczyń z powłoką
i  wagi  jubilerskiej.  Do  przenoszenia  przedmiotów  używamy  pęsety,  a  do  suszenia  miękkiej
szmaty lub suszarki.

Czyszczenie galwaniczne

Czyszczenie galwaniczne polega na usunięciu z wyrobów warstwy metalu wraz

z zanieczyszczeniami, które na niej powstały. Podstawowym rodzajem czyszczenia
galwanicznego jest tak zwane odzłacanie. Czynność tę wykonujemy tylko w galwanizerni na
stanowisku do elektrochemicznej obróbki metali. Najprostszy elektrolit do czyszczenia
galwanicznego stopów złota składa się z:

−

85 gram cyjanku potasu,

−

192 gram fosforanu sodu,

−

1litra wody destylowanej.

Kąpiel sporządzamy, rozpuszczając odmierzone ilości składników w wodzie nagrzanej do

temperatury  90°C.  Kąpiel  ta  jest  bardzo  silnie  alkaliczna  i  w  czasie  procesu  wydzielają  się
bardzo  szkodliwe  dla  zdrowia  opary  kwasu  pruskiego.  Po  sporządzeniu  roztworu
umieszczamy  w  nim  elektrodę  ujemną  anodę,  a  na  elektrodzie  ujemnej  zawieszamy
przedmiot, który chcemy oczyścić.

Rys. 2. Schemat wykonania czyszczenia przedmiotu w kąpieli galwanicznej.

przedmiot zawieszony
na elektrodzie
dodatniej (anodzie)

elektroda ujemna
(katoda)

kąpiel galwaniczna

prostownik

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Kąpiel powinna mieć temperaturę 60 – 70°C, a napięcie prądu około 4 V. Natężenie prądu

jest zależne od ilości kąpieli. Przy podanej  ilości kąpieli natężenie powinno wynosić około 3
A.  Przedmiot  zawieszony  na  anodzie  umieszczamy  w  kąpieli  i  włączamy  prostownik.
W zależności  od  masy  i  budowy  przedmiotu  po  kilkunastu  lub  kilkudziesięciu  sekundach
odłączamy napięcie  i wyjmujemy pęsetą wyrób, sprawdzamy efekt czyszczenia. Prawidłowo
wyczyszczony  wyrób  powinien  mieć  jednolitą  barwę.  W  przypadku  niesatysfakcjonujących
efektów  przedmiot  ponownie  umieszczamy  w  kąpieli  i  włączamy prostownik  na  kilkanaście
sekund.  Po  zakończeniu  procesu  wyrób  płuczemy    w  naczyniu  z  wodą,  a  następnie  pod
bieżącą wodą  i  suszymy.  Kąpiel  i  wyrób zlewamy do naczynia z ciemnego szkła  i  szczelnie
zakręcamy,  a  używane  naczynia  płuczemy  i  wodę  również  zlewamy  do  naczynia  celem
późniejszej neutralizacji. Inna kąpiel do czyszczenia stopów złota składa się z:

−

25 g. cyjanku potasu,

−

950 ml. wody destylowanej,

−

50 ml. wody utlenionej.

Sporządzamy ją i przeprowadzamy proces analogicznie jak wyżej.
W przypadku wyrobów ze srebra rzadko stosuje się czyszczenie galwaniczne. Kąpiel do tego
procesu składa się z :

−

75 g. cyjanku potasowego,

−

20 g.wodorotlenku sodowego.

Napięcie robocze wynosi około 4 V, a natężenie około 3 A. Temperatura kąpieli wynosi
około 60°C. Wszystkie czynności tak, jak w przypadku odzłacania, wykonujemy wyłącznie
w galwanizerni.

Polerowanie galwaniczne

Polerowanie elektrolityczne polega na selektywnym rozpuszczaniu powierzchni metali,

rozpuszczane są wierzchołki nierówności, a miejsca zagłębień w strukturze wyrobu nie
ulegają zmianom. Polerowanie stopów złota z użyciem cyjanków wykonujemy wyłącznie
w galwanizerni. Kąpiel do tego procesu składa się z :

−

80 g. cyjanku potasowego,

−

30 g. żelazocyjanku potasowego,

−

20 g. winianu potasowego,

−

1 litra wody destylowanej.

Kąpiel  sporządzamy,  rozpuszczając  odmierzoną  ilość  składników  w  wodzie  nagrzanej  do
temperatury około 60°C. Roztwór sporządzamy w naczyniu ze stali nierdzewnej. Naczynie to
stanowi w procesie katodę i do niego dołączamy elektrodę dodatnią. Przedmiot, który chcemy
wypolerować  umieszczamy  na  elektrodzie  ujemnej,  anodzie.  Proces  przeprowadzamy
w  kąpieli  o  temperaturze  powyżej  60°C,  przy  napięciu  około  12  V  i  anodowej  gęstości
prądowej  150  A/dm

. Przedmiot zanurzamy w kąpieli na kilka lub kilkanaście sekund

poruszając nim. Ma to na celu dokładne wypolerowanie wszystkich miejsc wyrobu.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Rys. 3. Schemat wykonania polerowania przedmiotu w kąpieli galwanicznej.

Następnie wyjmujemy przedmiot i sprawdzamy stopień wypolerowania. Jeżeli jest

niedostateczny,  to  umieszczamy  go  ponownie  w  kąpieli.  Po  zakończeniu  polerowania
płuczemy  w  naczyniu  z  wodą,  a  następnie  pod  bieżącą  wodą.  Z  wodą  do  płukania
postępujemy analogicznie jak w przypadku kąpieli do czyszczenia.
Polerowanie  galwaniczne  stopów  złota  możemy  przeprowadzić  również  w  kąpieli  kwaśnej
nie  zawierającej  cyjanków.  Kąpiel  tą  i  cały  proces  polerowania  możemy  przeprowadzić
w pracowni złotniczej na stanowisku do elektrochemicznej obróbki metali.
Kąpiel ta składa się z :

−

10 g. kwasu octowego,

−

3 ml. stężonego kwasu siarkowego,

−

25 g. tiomocznika,

−

1 litra wody.

Kąpiel sporządzamy, rozpuszczając timocznik w wodzie i dolewając kolejno kwasy.

Następnie nagrzewamy sporządzamy sporządzony roztwór do temperatury 40°C. Proces
przeprowadzamy przy napięciu około 6 V i anodowej gęstości prądowej około 2 A/dm

Katodę umieszczamy  w kąpieli, a  na  anodzie zawieszamy polerowany wyrób. Umieszczamy
anodę  w kąpieli i włączamy prostownik. Poruszając wyrobem, polerujemy go. Po kilkunastu
sekundach  wyjmujemy  wyrób  i  sprawdzamy  stopień  wypolerowania.  Jeżeli  jest
wystarczający,  kończymy  proces,  jeżeli  nie,  to  ponownie  umieszczamy  wyrób  w  kąpieli.  Po
zakończeniu  polerowania  przedmiot  płuczemy  w  naczyniu  z  wodą  i  suszymy.  Kąpiel
zlewamy  do  naczynia  z  ciemnego  szkła  i  zakręcamy,  a  używane  narzędzia  i  naczynia
płuczemy i suszymy.
Polerowanie  stopów  srebra  z  użyciem  cyjanków  wykonujemy  wyłącznie  w  galwanizerni.
Kąpiel do tego procesu składa się z:

−

60 g. żelazocyjanku potasu,

−

60 g. cyjanku sodu,

−

1 litra wody destylowanej.

przedmiot zawieszony na
katodzie

naczynie ze stali
nierdzewnej stanowiące
anodę

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Kąpiel przygotowujemy, rozpuszczając odmierzoną ilość składników w wodzie nagrzanej

do temperatury około 60°C. Po rozpuszczeniu składników umieszczamy w roztworze katodę,
a  na  anodzie  umieszczamy  wyrób,  który  chcemy  polerować.  Anodowa  gęstość  prądowa
powinna  wynosić  20  A/dm2,    napięcie  6  V,  a  temperatura  kąpieli  około  60°C.  Wkładamy
wyrób  zawieszony  na  anodzie  do  roztworu,  włączamy  prostownik  i  mieszamy  szklaną
pałeczką  elektrolit.  Zapewni  to  przepływ  elektrolitu  wokół  wyrobu  i  jednolite  polerowanie
wszystkich  jego  fragmentów.  Po  kilkunastu  sekundach  sprawdzamy  efekty  polerowania.
Jeżeli są wystarczające, to wyjmujemy wyrób, jeżeli nie, czynność polerowania powtarzamy.
Po  zakończeniu  polerowania  wyrób  płuczemy w  naczyniu  z  wodą,  a  następnie  pod    bieżącą
wodą  i  suszymy.  Kąpiel  zlewamy  do  naczynia  z  ciemnego  szkła  i  szczelnie  zakręcamy.
Naczynia  i  narzędzia  których  używaliśmy,  płuczemy  i  wodę  z  płukania  zlewamy  do
szklanego naczynia celem późniejszej neutralizacji.
Inna kąpiel do polerowania stopów srebra, szczególnie zawierających cynk, składa się z:

−

4 g. cyjanosrebrzanu potasu,

−

20 g. cyjanku potasu,

−

30 g. węglanu potasu,

−

1 litra wody destylowanej.

Kąpiel przygotowujemy, rozpuszczając odmierzone składniki w wodzie. Katodą

w  procesie  polerowania  jest  blacha  srebrna,  której  powierzchnia  powinna  być  2  –  3  razy
większa niż powierzchnia polerowanego przedmiotu. Katodę umieszczamy w przygotowanej
kąpieli,  a  na  anodzie  zawieszamy  polerowany  wyrób  i  również  umieszczamy  w  roztworze.
Anodowa  gęstość  prądowa  powinna  wynosić  2  A/dm

przy napięciu 3 V, w temperaturze

otoczenia. Włączamy prostownik i po około 10 minutach sprawdzamy stan wypolerowania
wyrobu. Jeżeli jest niezadowalający, to ponownie umieszczamy wyrób w kąpieli. Po
zakończeniu polerowania wyrób płuczemy w naczyniu z wodą, a następnie pod bieżącą wodą
i suszymy. Z kąpielą, narzędziami i naczyniami postępujemy analogicznie, jak w poprzednim
przypadku.

Przy wykonywaniu wszystkich czynności z cyjankiem należy zachować szczególne środki

ostrożności i stosować środki ochrony osobistej.

4.2.2.Pytania sprawdzające

Opowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jak zorganizować stanowisko do elektrochemicznej obróbki metali?
2.  Czy znasz receptury kąpieli do galwanicznej obróbki metali?
3.  Jak wykonujemy bezcyjankową kąpiel do galwanicznego polerowania?
4.  Jak przeprowadzamy galwaniczne polerowanie metali?

4.2.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Zorganizuj stanowisko do elektrochemicznej obróbki metali bez użycia cyjanków.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przygotować stanowisko do elektrochemicznej obróbki metali,
2)  sprawdzić poprawność działania wyciągu,
3)  przygotować niezbędne naczynia i narzędzia,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4)  przygotować prostownik i grzałkę,
5)  przygotować niezbędne związki chemiczne,
6)  zaprezentować efekt swojej pracy,
7)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

stanowisko do elektrochemicznej obróbki metali,

−

narzędzia, naczynia i urządzenia do elektrochemicznej obróbki metali,

−

związki chemiczne do elektrochemicznej obróbki metali bez użycia cyjanków.

Ćwiczenie 2

Sporządź bezcyjankową kąpiel do galwanicznego polerowania stopów złota.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przygotować stanowisko i materiały do wykonania ćwiczenia,
2)  rozpuścić tiomocznik w wodzie,
3)  dolać kwasy do roztworu,
4)  zaprezentować wykonane ćwiczenie,
5)  dokonać oceny estetyki i poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

stanowisko do elektrochemicznej obróbki metali,

−

stężony kwas siarkowy,

−

kwas octowy,

−

tiomocznik,

−

woda,

−

naczynie na kąpiel.

Ćwiczenie 3

Wypoleruj wyrób wykonany ze stopu złota w kąpieli bezcyjankowej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przygotować stanowisko i materiały do wykonania ćwiczenia,
2)  ustawić parametry kąpieli i napięcie, anodową gęstość prądową i temperaturę kąpieli,
3)  umieścić katodę w kąpieli, a na anodzie zawiesić wyrób,
4)  po uzyskaniu żądanej temperatury umieścić wyrób w kąpieli,
5)  po uzyskaniu wymaganego efektu wypłukać i wysuszyć wyrób,
6)  uporządkować stanowisko pracy,
7)  zaprezentować wykonane ćwiczenie,
8)  dokonać oceny estetyki i poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

stanowisko do elektrochemicznej obróbki metali,

−

kąpiel do polerowania,

−

grzałka,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

−

naczynia do przeprowadzenia elektrolizy i płukania,

−

naczynia do odmierzania materiałów,

−

waga jubilerska,

−

termometr,

−

wyrób,

−

naczynie z podziałką

−

odzież ochronna,

−

pęseta.

4.2.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) zorganizować stanowisko pracy do elektrochemicznej obróbki metali?



2) wymienić materiały używane do elektrochemicznej obróbki metali?



3) sporządzić kąpiele do galwanicznego czyszczenia metali z cyjankami?



4) sporządzić kąpiele do galwanicznego polerowania metali z cyjankami?



5) wykonać czyszczenie galwaniczne metali z cyjankami?



6) wykonać polerowanie galwaniczne metali z cyjankami?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3. Odzyskiwanie metali szlachetnych z kąpieli. Neutralizacja

ścieków

4.3.1. Materiał nauczania

Odzyskiwanie metali z kąpieli

W czasie procesu trawienia, czyszczenia, polerowania chemicznego i elektrochemicznego

do  kąpieli  przechodzą  jony  metali.  W  przypadku  metali  szlachetnych  ze  względu  na  ich
wartość  materialną  odzyskujemy  je  z  kąpieli.  Najprostszą  metodą  chemicznego  odzyskania
złota z kąpieli jest strącenie go cynkiem z roztworu. Do kąpieli znajdującej się na stanowisku
do  chemicznej  obróbki  metali  dodajemy  sproszkowany  cynk.  W  roztworze  strąca  się  metal.
Cynk  dodajemy  do  momentu,  kiedy  z  roztworu  przestanie  wydzielać  się  metal.  Następnie
roztwór  filtrujemy  przez  bibułkę  i  przemywamy  wodą.  Otrzymane  cząstki  metalu
rozpuszczamy w wodzie królewskiej i rafinujemy, otrzymując czyste złoto.

Srebro ze zużytych kąpieli chemicznie odzyskujemy dodając do kąpieli roztwór siarczku

potasowego. Kąpiel umieszczamy na stanowisku do chemicznej obróbki metali i dodajemy do
niej  roztwór  siarczku  potasu.  W  kąpieli  wytrąca  się  czarny  osad,  jest  to  siarczek  srebra.
Roztwór  siarczku  potasu  dodajemy  do  momentu,  kiedy  z  kąpieli  przestanie  wydzielać  się
czarny  osad.  Odsączamy  bardzo  powoli  roztwór,  a  otrzymany  osad  suszymy  i  wyżarzamy.
Następnie topimy przy użyciu topników.

Najprostszą metodą elektrochemiczną odzyskiwania złota z kąpieli jest umieszczanie

w niej dwóch elektrod wykonanych ze stali nierdzewnej. Kąpiel umieszczamy na stanowisku
do elektrochemicznej obróbki metali i umieszczamy w nim dwie elektrody ze stali
nierdzewnej o powierzchni około 0,5 dm

każda. Ogrzewamy kąpiel do około 60°C

i włączamy prąd o gęstości około 0,2 A/dm

i natężeniu 6 V. Na płytce będącej elektrodą

dodatnią  (katodą)  osadza  się  złoto.  Proces  ten  trwa  od  kilku  do  kilkunastu  godzin
w zależności  od  ilości  złota  zawartego  w  roztworze.  Jeżeli  na  płytce  widoczna  jest  już
warstwa  złota,  to  wyjmujemy  ją  z  roztworu  i  płuczemy  wodą  destylowaną.  Złoto
zeskrobujemy  i umieszczamy  ponownie  płytkę  w  roztworze.  Nie  należy  odłączać  źródła
prądu,  jeżeli  płytka  będąca  katodą  znajduje  się  nadal  w  roztworze,  ponieważ  złoto
z powrotem  rozpuszcza  się.  Proces  przeprowadzamy  do  momentu,  aż  złoto  przestanie  się
osadzać  na  anodzie.  Odzyskiwanie  srebra  przeprowadzamy  w  ten  sam  sposób  co  złota.
Wszystkie  czynności  należy  przeprowadzać  przy  dobrze  działającej  wentylacji.  Kąpiele
cyjankowe  należy  przed  przeprowadzeniem  procesu  odzyskania  metali  szlachetnych
zneutralizować.

Neutralizacja ścieków

Ścieki powstające przy chemicznej i elektrochemicznej obróbce metali są trujące.

Źródłem ścieków mogą być zużyte i zanieczyszczone kąpiele do trawienia, kąpiele
galwaniczne, kąpiele do czyszczenia. Największą ilość ścieków stanowi woda, w której
płukane są wyroby po wyjęciu z kąpieli.

Do neutralizacji ścieków galwanicznych stosujemy najczęściej metody chemiczne,

polegające na dodaniu do kąpieli substancji chemicznych rozkładających związki toksyczne.
Najbardziej toksyczne są ścieki z kąpieli cyjankowych. Zwykle ich neutralizację powierza się
firmom specjalizującym się w tym. Najczęściej stosowanym sposobem zobojętnienia ścieków
zawierających cyjanki jest utlenianie ich za pomocą chloru. Wodny roztwór chloru, kwas
podchlorawy dodajemy do zużytej kąpieli. W reakcji chloru z wodą powstaje kwas solny,

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

który musimy zobojętniać w czasie procesu. Przeprowadzamy to za pomocą wodorotlenku
sodu.

W pracowni złotniczej możemy neutralizować kąpiele po procesach trawienia

i polerowania  niezawierające  cyjanków. Ścieki kwaśne  zobojętniamy,  stosując  wodorotlenek
sodu  lub  wapnia.  W  procesie  zobojętniana  wydzielają  się  duże  ilości  szlamu  w  postaci
osadów  wodorotlenków  metali  i  siarczanu  wapnia.  Proces  przeprowadza  się  w  dwóch
zbiornikach  połączonych  ze  sobą  w  górnych  częściach.  W  jednym  umieszczamy  kąpiel
i dolewamy wodorotlenek. Wydzielający się osad zbiera się na dnie zbiornika, a zobojętniony
roztwór zbiera się w drugim naczyniu. Zobojętniony roztwór możemy usunąć do kanalizacji.
Odczyn roztworu sprawdzamy papierkiem lakmusowym i w zależności od wyniku dodajemy
odpowiednia  ilość  wodorotlenku.  W  praktyce  neutralizację  ścieków  zleca  się
wyspecjalizowanym  firmom  zajmującym  się  neutralizacją  i  odzyskiwaniem  metali
szlachetnych z roztworów chemicznych.

4.3.2. Pytania sprawdzające

Opowiadając na pytania sprawdzisz, czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń.

1.  Jakie są metody odzyskiwania metali szlachetnych z kąpieli?
2.  W jaki sposób odzyskujemy złoto z kąpieli?
3.  W jaki sposób odzyskujemy srebro z kąpieli?
4.  Czy  potrafisz  odzyskać  metale  szlachetne  z  kąpieli  za  pomocą  metody  chemicznej

z cyjankami?

5. Czy potrafisz odzyskać metale szlachetne z kąpieli za pomocą metody elektrochemicznej

z cyjankami?

4.3.3. Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Odzyskaj złoto metodą chemiczną ze zużytej kąpieli galwanicznej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przygotować stanowisko i materiały do wykonania ćwiczenia,
2)  umieścić kąpiel na stanowisku do chemicznej obróbki metali,
3)  dodawać sproszkowany cynk do roztworu i obserwować wydzielający się metal,
4)  po zakończeniu wydzielania się metalu skończyć dodawanie cynku,
5)  przefiltrować roztwór,
6)  otrzymane cząstki metalu przemyć wodą i wysuszyć,
7)  zaprezentować efekt swojej pracy,
8)  dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

stanowisko do chemicznej obróbki metali,

−

naczynia do kąpieli i do przefiltrowania kąpieli,

−

bibuła i lejek do przesączania,

−

sproszkowany cynk,

−

bieżąca woda.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Ćwiczenie 2

Odzyskaj srebro metodą chemiczną ze zużytej kąpieli galwanicznej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przygotować stanowisko i materiały do wykonania ćwiczenia,
2)  umieścić kąpiel na stanowisku do chemicznej obróbki metali,
3)  dodać  do  roztworu  siarczek  potasu  i  obserwować  wydzielający  się  w  postaci  czarnego

osadu siarczek srebra,

4)  dodawać siarczek potasu do momentu, aż z kąpieli przestanie się wydzielać osad,
5)  odsączyć bardzo powoli roztwór,
6)  wysuszyć go,
7)  zaprezentować wykonane ćwiczenie,
8)  dokonać oceny estetyki i poprawności wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

stanowisko do chemicznej obróbki metali,

−

naczynia na kąpiel i do przefiltrowania kąpieli,

−

bibuła i lejek do przesączania,

−

siarczek potasu.

Ćwiczenie 3

Odzyskaj złoto metodą elektrochemiczną ze zużytej kąpieli galwanicznej.

Sposób wykonania ćwiczenia

Aby wykonać ćwiczenie, powinieneś:

1)  przygotować stanowisko i materiały do wykonania ćwiczenia,
2)  umieścić kąpiel na stanowisku do elektrochemicznej obróbki metali,
3)  ogrzać roztwór,
4)  umieścić w nim elektrody,
5)  ustawić parametry prądowe i napięciowe,
6)  włączyć źródło prądu,
7)  po zebraniu się złota na anodzie wyjąć ją, opłukać i zeskrobać z niej złoto,
8)  ponownie umieścić elektrodę w kąpieli,
9)  powtarzamy czynność do momentu, w którym złoto przestaje się osadzać na elektrodzie,
10)  zaprezentować wykonane ćwiczenie,
11)  dokonać oceny poprawności i estetyki wykonanego ćwiczenia.

Wyposażenie stanowiska pracy:

−

stanowisko do elektrochemicznej obróbki metali,

−

prostownik,

−

grzałka,

−

naczynie z kąpielą,

−

elektrody z blachy nierdzewnej,

−

naczynie z wodą do płukania,

−

skrobak.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

4.3.4. Sprawdzian postępów

Czy potrafisz:

Tak

Nie

1) uzasadnić konieczność odzyskiwania metali z kąpieli galwanicznych?



2) wyjaśnić, w jaki sposób odzyskujemy złoto z zużytych kąpieli

galwanicznych?



3) wyjaśnić, w jaki sposób odzyskujemy srebro z zużytych kąpieli

galwanicznych?



4) przeprowadzić proces chemicznego odzysku metali szlachetnych z kąpieli z

cyjankami?



5) przeprowadzić proces elektrochemicznego odzysku metali szlachetnych

z kąpieli z cyjankami?



6) uzasadnić konieczność neutralizacji ścieków?



7) opisać proces neutralizacji ścieków?



„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

5. SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ

Instrukcja dla ucznia

1.  Przeczytaj uważnie instrukcję.
2.  Wpisz imię i nazwisko na kartę odpowiedzi.
3.  Zapoznaj się z zestawem zadań testowych.
4.  Test  zawiera  20  zadań  dotyczących  chemicznych  i  elektrochemicznych  metod  obróbki

wykańczającej.

5. Zadania: 2, 3, 5, 8, 9, 13, 14 są to zadania wyboru wielokrotnego i tylko jedna odpowiedź

jest prawidłowa; zadania 1, 4, 6, 7, 11 są to zadania z luką, w zadaniach 1, 5, 10, 12, 15,
16, 17, 18, 19, 20 należy udzielić krótkiej odpowiedzi.

6. Zadania rozwiązuj tylko na załączonej karcie odpowiedzi:

−

w zadaniach wielokrotnego wyboru zaznacz prawidłową odpowiedź X (w przypadku
pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć kółkiem, a następnie ponownie
zakreślić odpowiedź prawidłową),

−

w pytaniach z krótką odpowiedzią wpisz odpowiedź w wyznaczone miejsce,

−

w zdaniach do uzupełnienia wpisz brakujące wyrazy.

7. Pracuj samodzielnie, bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania.
8. Test składa się z dwóch części o różnym stopniu trudności:

−

I część – poziom podstawowy – (pytania 1 – 14),

−

II część – poziom ponad podstawowy – (pytania 15 – 20).

9. Jeśli udzielenie odpowiedzi na któreś pytanie będzie Ci sprawiało trudność, to odłóż jego

rozwiązanie na później i rozważ ponownie gdy zostanie Ci czas wolny.

10. Na rozwiązanie testu masz 90 min.

Powodzenia

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH

1. Stanowisko do chemicznej obróbki ze względu na wydzielające się w procesie

…………………. musi posiadać wentylację wywiewną.

2. Niezbędnym narzędziem na stanowisku do chemicznej obróbki metali są:

a)  szczypce zaciskowe,
b)  pęseta,
c)  nożyce,
d)  pilnik.

3. Skład kąpieli do trawienia zależy od:

a)  temperatury otoczenia,
b)  barwy metalu,
c)  rodzaju stopu metalu,
d)  masy wyrobu.

4. Roztwór …………………………. jest najczęściej używaną kąpielą do trawienia.

5. Sporządzając kąpiele wlewamy zawsze:

a)  kwas do wody,
b)  wodę do kwasu,
c)  obie substancje jednocześnie,
d)  kolejność nie ma znaczenia.

6. Proces barwienia chemicznego polega na reakcji między ……………….. metalu,

a użytym środkiem chemicznym.

7. Galwanotechnika jest to technika …………………… na różnych podłożach

elektrochemicznych.

8. Stanowisko do elektrochemicznej obróbki metali musi być wyposażone w:

a)  transformator,
b)  prostownik,
c)  zasilacz,
d)  wzmacniacz.

9. Czyszczenia galwaniczne w kąpielach z użyciem cyjanków przeprowadzamy:

a)  na stanowiskach do elektrochemicznej obróbki metali lub w galwanizerni,
b)  tylko w galwanizerni,
c)  na stanowisku do chemicznej obróbki metali,
d)  na stanowisku złotniczym.

10. Określ, jakie parametry kąpieli i urządzeń należy ustalić przed przystąpieniem do procesu

galwanicznej obróbki metali.

11. W procesie polerowania galwanicznego przedmiot polerowany umieszczamy na

………….. i poruszamy nim.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

12. W procesie odzyskiwania złota metodą elektrochemiczną elektrody wykonane są ze

…………………………….. i mają powierzchnię około 0,5 dm

każda.

13. Metodą chemiczną odzyskiwania złota z zużytej kąpieli jest strącenie go:

a)  kwasem solnym,
b)  wielosiarczkiem potasu,
c)  cynkiem,
d)  kwasem solnym.

14. Ścieki kwaśne po procesie trawienia zobojętniamy dodając do roztworu:

a)  siarczan wapnia,
b)  siarczan żelaza,
c)  wodorotlenek sodu,
d)  sól kuchenną.

15. Podaj skład kąpieli i opisz proces trawienia srebra.
16. Podaj skład kąpieli i opisz proces barwienia srebra na czarno.
17. Opisz proces odzłacania elektrochemicznego wyrobu.
18. Opisz proces elektrochemicznego polerowania wyrobów ze stopu złota w kąpieli

bezcyjankowej.

19. Opisz proces elektrochemicznego odzyskiwania złota z zużytych kąpieli.
20. Opisz proces neutralizacji ścieków z kąpieli kwaśnej.

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

KARTA ODPOWIEDZI

Imię i nazwisko..........................................................................................

„Chemiczne i elektrochemiczne metody obróbki wykańczającej”

Zakreśl poprawną odpowiedź

wpisz brakujące części zdania

Nr
zadania

Odpowiedź

Punkty

„Projekt współfinansowany ze środków Europejskiego Funduszu Społecznego”

Razem: