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La storia della galvanizzazione inizia con il medico italiano Luigi Galvani, che il 6 novembre 1780 scoprì per primo questo fenomeno. Con il termine "galvanizzazione" si indicano tutti queli procedimenti tramite i quali, per mezzo di un liquido conduttore (elettrolita), è possibile separare i metalli per via elettrochimica e trasferirli su altri oggetti metallici. Il liquido conduttore è una soluzione acquosa del metallo che andrà a ricoprire l'oggetto. Nel nostro esperimento scioglieremo in acqua del solfato di rame al fine di placcare in rame una piastra metallica.
Per fare questo immergiamo il polo positivo (anodo) e il polo negativo (catodo) all'interno della soluzione di rame e li colleghiamo a un generatore di tensione in corrente continua (ad es. una batteria). Sotto effetto della corrente elettrica vengono rilsciate all'interno della soluzione delle particelle positive di rame (ioni di rame), le quali si spostano verso la piastra metallica collegata al polo negativo. Una volta arrivate, si accumulano sulla piastra fino a ricoprirla di un sottile strato di rame.
Consiglio: smaltisci la soluzione di solfato rame nelle apposite aree comunali per lo smaltimento dei rifiuti chimici.
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Un rivestimento misterioso
Con l'aiuto della corrente elettrica e di sostanze chimiche, ricopri un pezzo di metallo con un misterioso rivestimento dorato.
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Materiale:
barattolino con solfato di rame e acido citrico
3 batterie da 1.5V
un magnete rotondo e una graffetta
una piastra metallica rotonda (ottone)
cavetti dotati di morsetti
barra di poliuretano espanso
kit di montaggio per occhiali, guanti di lattice
un pezzo di scatola di cartone, pellicola, foglio bianco di carta
nastro adesivo, forbici, sacco di plastica
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Ritaglia le componenti degli occhiali e uniscile con il nastro adesivo.
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Adatta la lunghezza delle stanghette, tagliando lungo le linee tratteggiate, in modo tale che gli occhiali ti stiano bene sul naso.
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Costruisci una vaschetta da laboratorio utilizzando parte della scatola di cartone. Usa il sacco di plastica per gettare i materiali di scarto.
Applica la pellicola sul fondo della scatola di cartone e appiattiscila con le mani.
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Copri il fondo della scatola di cartone con il foglio bianco.
Tieni pronti gli occhiali protettivi e i guanti.
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Prepara la soluzione
Indossa gli occhiali protettivi e i guanti.
Apri il barattolino con il solfato di rame e l'acido citrico all'interno della vaschetta da laboratorio.
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Riempi il barattolino per due terzi (freccia gialla) d'acqua.
Richiudi il barattolino e scuoti bene, fino a che la polvere non sia completamente disciolta.
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Piega verso l'esterno il lato aperto della graffetta e allungalo bene verso il basso (freccia verde).
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Fissa la graffetta come mostrato nella figura. La parte estesa verso il basso è immersa nella soluzione!
La soluzione di solfato di rame adesso appare di colore bluastro ed è abbastanza torbida.
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Costruzione del generatore di tensione da 4,5 volt
- Abbiamo bisogno di un generatore di tensione da 4,5 volt per poter galvanizzare il rame. Tuttavia, disponiamo solamente di tre pile da 1,5 volt ciascuna. Che cosa facciamo? Chi ha la soluzione?
- Ritaglia un pezzo di poliuretano lungo 14 cm.
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Collega le pile tra loro usando due magneti rotondi e attacca altri due magneti rotondi sui poli rimasti liberi (frecce verdi).
Attenzione: il polo positivo (+) di una pila deve sempre essere collegato al polo negativo (-) della pila successiva (circuito in serie).
Assicura le pile alla barra di poliuretano usando il nastro adesivo.
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Preparazione del processo di galvanizzazione
Collega il polo positivo (+) della sorgente di tensione al barattolino avvalendoti della graffetta.
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Assicurati che il morsetto sia ben ancorato alla graffetta!
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la galvanizzazione
Collega la piastra metallica al polo negativo (-) del generatore di tensione.
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Immergi completamente la piastra metallica nella soluzione blu di solfato di rame.
Non appena la piastra è completamente immersa, si creano delle piccole bollicine tutt'attorno alla parte sommersa della graffetta?... ?!
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Attenzione !
La piastra non deve toccare la graffetta.
La piastra deve essere continuamente mossa all'interno della soluzione e utilizzata per mescolare la soluzione stessa.
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Di tanto in tanto controlla i cambiamenti di colore della placca metallica.
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Estrai la placca dopo circa un minuto, sciacquala bene con acqua corrente e asciugala.