Фарбуємо без фарби
Без фарби можна пофарбувати багато металеві поверхні, якщо покрити їх (хімічно або електрохімічно) тонким шаром кольорових оксидів або солей, міцно зчеплених з поверхнею. Остання умова виконати не так-то легко. Наприклад, залізо у вологому повітрі швидко (і без нашої допомоги) покривається червоно-бурим нальотом продуктів окислення, просто кажучи - іржею, але такий метод забарвлення нікуди не годиться, тому що іржа ледве-ледве тримається і брудниться при дотику.
Тут ми наведемо кілька рецептів фарбування кольорових металів. Лише деякі з них придатні для домашнього експерименту, інші вимагають хімічних реактивів, які не купиш ні в аптеці, ні в фотомагазині. Однак сподіваємося, ви вже записалися в хімічний гурток.
Мідь і латунь досить швидко тьмяніють на повітрі. Але вони збережуть блиск, якщо пофарбувати їх хімічним шляхом. Підготовка деталей потребують деякого часу, тому що поверхня повинна бути абсолютно чистою, без слідів бруду та жиру. Відполіровану деталь ретельно протріть ганчірочкою, змоченою в бензині, а потім вологим крейдою або зубним порошком. Промивши деталь в проточній воді, підвісьте її на суворій нитці або волосіні і не торкайтеся більше руками, щоб не залишити жирових плям (навіть якщо шкіра на вигляд абсолютно суха, все одно на ній є хоч трохи жиру). Опустіть деталь в розбавлений розчин азотної кислоти (не більше 5-10 мл на 100 мл води) і знову промийте, краще гарячою водою. Підготовка завершена.
Подальше залежить від того, в який колір ви вирішили пофарбувати мідь. Якщо в чорний, то потримаєте деталь хвилин п'ять в розчині, в якому на 100 мл води доводиться 0,9 г їдкого натру і 0,3 г персульфата амонію (NH4) 2 SO4 (його застосовують в фотографії). Температура розчину 90-100 ° С.
У розчині хлориду калію, сульфату нікелю NiSO4 і сульфату міді CuSO4 (відповідно 4,5, 2 і 10,5 г на 100 мл води) при тій же температурі мідь і латунь придбають приємний шоколадний відтінок. Латунь стане блакитною після короткочасного витримування в суміші, що складається з 3 г ацетату свинцю (можна використовувати свинцеву примочку), 6 г тіосульфату натрію (гіпосульфіту), 5 г оцтової кислоти і 100 мл води. Температура такого розчину - близько 80 ° С.
Мідь можна і позеленівши. Для цього її потрібно опустити в такий розчин: на 100 мл води - 20 г нітрату міді Сu (NO3) 2. 30 г нашатирного спирту і по 40 г хлориду амонію (нашатирю) і ацетату натрію; розчин останнього речовини легко отримати з соди і оцту. З нітратом міді звертайтеся, будь ласка, обережно, уникаючи попадання на обличчя і особливо в рот.
За винятком досвіду з чорнінням, ми ніде не вказуємо часу реакції. Підберіть його самі на досвіді, взявши до уваги, що чим довше час обробки, тим інтенсивніше колір.
Наступний метал, який піддається хімічній забарвленням, - це цинк. Його використовують нечасто, але з оцинкованими предметами - відрами, тазами, баняками - все добре знайомі. Об'єктом експерименту може бути будь-який старий, негідний оцинкований предмет. Промийте його поверхню розчином соди або протріть ганчірочкою, змоченою в бензині, вимийте гарячою водою з милом і кілька разів прополощіть. На оцинковану поверхню нанесемо суміші речовин, які вступлять з цинком в реакції; дають забарвлені сполуки. Ось рецепти фарб.
Чорна: 2 частини нітрату міді, 3 частини оксиду міді, 8 частин соляної кислоти і 64 частини води; після появи забарвлення поверхню промити водою і висушити.
Зелена: по 10 частин сульфату міді і винної кислоти, 12 частин води і 24 частини розчину їдкого натру у воді (1:15); як тільки з'явиться забарвлення, зараз же обполоснути поверхню водою, інакше буде бурий відтінок.
Синя: на 100 мл води - 6 г будь-якої солі нікелю і стільки ж хлориду амонію,
Золота: розчин з 1 частини винної кислоти, 2 частин соди і 1 частини води змішати з чистою глиною; поверхню натерти сумішшю, а коли вона висохне, обполоснути водою.
Коричнево-бронзова: суміш з 1 частини яри-мідянки і 5 частин оцтової кислоти; поверхню натерти сумішшю, промити водою і просушити.
Мідна: так як цинк активніше міді, значить, досить змочити його розчином мідного солі, наприклад, мідного купоросу.
Між іншим, такими фарбами можна намалювати на цинковій поверхні картину.
Від цинку перейдемо до алюмінію. Пофарбувати його трохи складніше: і операцій більше, і не обійтися без електричного струму. Оксид і солі алюмінію непоказні, тому потрібен інший спосіб фарбування. Він відомий: це анодування. Суть його в тому, що через алюмінієву деталь, занурену в електроліт, пропускають струм; при цьому на поверхні утворюється плівка оксиду товщиною менше 0,1 мм. Так як алюмінієві деталі в гальванічної ванній служать анодом, процес і називають анодуванням. Оксидна плівка пронизана мікроскопічними розгалуженими порами, в яких добре утримуються барвники. Можна пофарбувати анодовану поверхню і органічними барвниками, в тому числі природними, але краще все ж неорганічними речовинами. Зазвичай деталь обробляють по черзі в двох фарбувальних розчинах, і яскраво забарвлені продукти реакції залишаються в порах.
Відполіруйте алюмінієву деталь, знежирте її бензином або ацетоном, промийте в гарячій воді і підвісьте на зволіканні. Опустіть деталь на дві-три хвилини в 5% -ний розчин їдкого натру, ще раз промийте і занурте в слабкий розчин азотної кислоти (20-30 мл кислоти на 100 мл води). Зрозуміло, до деталі доторкатися вже не можна, а якщо з підвіскою працювати незручно, допомагайте собі пінцетом.
Знову промийте деталі в гарячій і в холодній воді і підвісьте на зволіканні в склянці. Можна покласти на краю склянки паличку чи олівець і обмотати навколо нього зволікання раз-другий, підібравши таку висоту, щоб деталь виявилася на кілька сантиметрів вище дна. З'єднайте деталь з позитивним полюсом джерела струму. Катоди - сталеві пластинки - підвісьте таким же чином. Джерелом струму можуть служити батарейки, але вони дуже швидко «сядуть»; акумулятор або трансформатор з випрямлячем краще.
У склянку з деталлю налийте розчин сірчаної кислоти (20 мл кислоти на 100 мл води; обережно!). Включіть в ланцюг ключ або рубильник і реостат, щоб регулювати струм. Для його вимірювання потрібен міліамперметр, але годиться і тестер, який є у багатьох радіоаматорів. Заблокуйте ланцюг і встановіть струм з розрахунку 20-25 мА на 1 см 2 поверхні. Деталь відразу покриється пухирцями газу-це виділяється кисень, який і окисляє алюміній. При кімнатній температурі процес триває близько години.
Промийте анодовану деталь в проточній воді і приступайте до фарбування. Занурюйте деталь по черзі в два фарбувальних розчину, витримуючи в кожному 5-10 хв і промиваючи кожен раз в проточній воді. Пофарбовані деталі ще раз промийте і висушіть.
Ось склади фарбувальних розчинів і їх можлива концентрація (в грамах на 100 мл води):
- синій або блакитний колір - ферроцианид калію (1-5) і хлорид заліза (III) (1-10);
- корічневий- ферроцианид калію (1-5) і мідний купорос (1 10);
- чорний-ацетат кобальту (5-10) і перманганат калію (1,5-2,5);
- жовтий-біхромат калію (5 10) і ацетат свинцю (10-20);
- золотисто-жовтий-гипосульфит натрію (1-5) і перманганат калію (1-5);
- білий-ацетат свинцю (1-5) і сульфат натрію (1-5);
- помаранчевий-біхромат калію (0,5- 1) і нітрат срібла (5-10).
О. Ольгин. "Досліди без вибухів"
М. "Хімія", 1986