S.Markin. Kak travit' platy?
---------------------------------------------------------------
Himiya i zhizn', N7 1990 g. s 76-77.
---------------------------------------------------------------
V potoke chitatel'skih pisem, prihodyashchih v redakciyu "Himii i zhizni", ne
poslednee mesto zanimayut voprosy radiolyubitelej o sposobah himicheskogo
travleniya mednenyh plat. Kakimi rastvorami travit'? Kakie himicheskie
processy pri etom protekayut? Kak poluchit' ili chem zamenit' te ili inye
reaktivy? Popytaemsya otvetit' na eti i drugie voprosy chitatelej v odnoj
zametke.
V nepromyshlennyh usloviyah v kachestve travitelya dlya plat naibol'shee
rasprostranenie poluchil rastvor hlornogo zheleza. |ta sol' v vodnom rastvore
okislyaet med':
FeCl3+Cu => FeCl2+CuCl,
a zatem i obrazovavshijsya hlorid odnovalentnoj medi:
FeCl3+CuCl => FeCl2+CuCl2.
V svoyu ochered' hlorid dvuhvalentnoj medi vzaimodejstvuet s metallom:
CuCl2+Cu => 2CuCl.
Koncentraciya ispol'zuemogo rastvora 400 g/l, rabochaya temperatura do 35
°S. Regeneracii ispol'zovannyj rastvor ne poddaetsya*.
* Razumeetsya, v himicheskoj laboratorii mozhno regenerirovat' lyuboj
rastvor no rashod sredstv i vremeni na takuyu regeneraciyu budet takov, chto
deshevle i proshche prigotovit' svezhie rastvory
Travit' mozhno i rastvorom persul'fata ammoniya (200--250 g/l) s
dobavleniem koncentrirovannoj sernoj kisloty (4--5 ml/l, kislotu lit' v
rastvor, a ne naoborot!):
(NH4)2S208+Cu => (NH4)2S04+CuS04.
Nailuchshie temperatury etoj reakcii -- do 50 °S. Dlya bolee polnogo
ispol'zovaniya reaktiva rastvor nado podshchelochit' ammiakom i ohladit' do 5 °S.
Pri etom vypadayut v osadok kristally sostava
CuS04*(NH4)2S04-6H20.
Rasprostranen takzhe rastvor na osnove hlorida dvuhvalentnoj medi SuCl2.
Kak uzhe skazano, eta sol' tozhe sposobna okislyat' med'. Poluchayushchijsya hlorid
odnovalentnoj medi CuCl nerastvorim v vode, poetomu v rastvor dobavlyayut,
naprimer, hlorid ammoniya v kolichestve 145--150 g/l ili hlorid natriya
(160--165 g/l), s kotorymi CuCl obrazuet horosho rastvorimye soli s ne ochen'
ustojchivym kompleksnym anionom [SuCl2][-]. Ishodnaya koncentraciya
CuCI2 100--150 g/l, rabochaya temperatura 45--50 °S. Sushchestvenno, chto 100
grammam CuCl2 ekvivalentna smes' 185 g mednogo kuporosa CuS04*5H20 i 85 g
povarennoj soli. |ti komponenty (ne zabud'te pro hlorid medi dlya obrazovaniya
kompleksa!) rastvoryayut v goryachej (okolo 80 °S) vode. Srazu posle ostyvaniya
rastvor gotov k primeneniyu.
Medno-hloridnyj rastvor obladaet eshche i tem preimushchestvom, chto ego mozhno
regenerirovat'. Dlya etogo 1/7 chast' otrabotannogo rastvora slivayut,
ostavshuyusya chast' podkislyayut koncentrirovannoj solyanoj kislotoj (20--25
ml/l), dobavlyayut razbavlennyj 1:6 pergidrol'* (110--115 ml/l) i peremeshivayut
rastvor vozduhom (naprimer, s pomoshch'yu mikrokompressora) 20--30 minut. Pri
etom proishodit reakciya:
2CuCl+H202+2HCl => 2CuCl2+2H20.
* Pergidrol' vodoroda - eto 30 %-nyj rastvor peroksida.
V zavodskih usloviyah primenyayut smes' solyanoj kisloty i 30 %-nogo
peroksida vodoroda v sootnoshenii 1:3. Posle ispol'zovaniya etot rastvor
prakticheski ne otlichaetsya po sostavu ot otrabotannogo medno-hloridnogo.
Odnako doma kopirovat' etot process ne sovetuem. Takaya smes' ochen' opasna v
obrashchenii -- pri popadanii ee na otkrytye uchastki tela neizbezhen ozhog,
poetomu s rastvorom takogo sostava rabotat' mozhno tol'ko v ochkah i rezinovyh
perchatkah, pod vytyazhkoj. V domashnej laboratorii namnogo bezopasnee smes'
koncentrirovannoj solyanoj kisloty, pergidrolya i vody v sootnoshenii 1:1:3.
Snachala rastvoryayut v vode peroksid, zatem kislotu.
Izvesten i takoj recept: v 1 l holodnoj vody rastvoryayut 20--25 tabletok
gidroperita (tverdoe soedinenie peroksida vodoroda s mochevinoj sostava
(NH2)2CO*H202), zatem ostorozhno dobavlyayut 100 ml koncentrirovannoj sernoj
kisloty. Rastvory takogo roda -- samye "bystrye".
Dlya svedeniya: v promyshlennom proizvodstve pechatnyh plat chashche vsego
primenyayut shchelochnoj rastvor solej medi, soderzhashchij 65--110 g/l hlorida medi
(II), 100--150 g/l hlorida ammoniya, 20--30 g/l karbonata ammoniya, 400--500
ml/l 25 %-nogo rastvora ammiaka. Temperatura pri travlenii 45-- 50 °S.
Reakciya v etom sluchae takova:
Su(NH3)4Sl2+Su=2Su(NN3)2Sl.
Otrabotannyj rastvor legko regeneriruetsya pri produvanii v nego
vozduha:
4Cu (NH3)2Cl+02+4NH4Cl+4NH40H => 4Cu (NH3)4Sl2+6N20.
Vmesto ammiachnogo medno-hloridnogo rastvora inogda primenyayut ammiachnyj
medno-sul'fatnyj rastvor sleduyushchego sostava: mednyj kuporos 170--190 g/l,
sul'fat ammoniya 150--170 g/l, vodnyj ammiak 400-- 500 ml/l. Rabochaya
temperatura takzhe 45--50 °S, no travlenie medi v etom sluchae protekaet
medlennee.
Neskol'ko slov o reaktivah. Rastvor hlornogo zheleza mozhno poluchit',
naprimer, tak: 10 %-noj solyanoj kislotoj zalivayut v otkrytom sosude zheleznye
opilki (1 ob®em na 25 ob®emov kisloty) i ostavlyayut na neskol'ko dnej
(ostorozhno, pri etom vydelyaetsya vzryvoopasnyj vodorod!). Kogda rastvor
priobretet zhelto-buryj cvet, on gotov k rabote. Dva sposoba polucheniya etoj
soli iz dostupnyh veshchestv uzhe byli opisany v "Himii i zhizni" (1985, No 10,
s. 81--82). Ostal'nye veshchestva pridetsya pokupat', dostavat' -- slovom,
kustarnym sposobom ih ne sinteziruesh'.
Persul'fat ammoniya vhodit v sostav fotograficheskogo oslabitelya, poetomu
ego inogda mozhno kupit' v fotomagazinah. Mednyj kuporos byvaet v magazinah
dlya sadovodov, peroksid vodoroda -- v aptekah, hlorid natriya -- v
prodovol'stvennyh magazinah.
Predpolozhim, u vas est' vse neobhodimye reaktivy. Kakoj sposob
travleniya predpochest'? Dlya udobstva sravneniya osnovnye harakteristiki
rastvorov svedeny v tablicu.
Rastvory
Maksimal'-naya skorost' travleniya,
Emkost' po medi, g/l*
Bokovoe podtravlivanie,
mkm
mkm/min
zhelezno-hloridnyj
35
75 105
40--66
persul'fatnyj
25
35
50--80
medno-hloridnyj
15
10--20
40 60
ammiachnyj medno-
hloridnyj
20 25
60--80
20--30
* Predel'no vozmozhnoe uvelichenie soderzhaniya medi v rastvore za schet ee
vytravlivaniya s platy.
Pomimo etih cifr, sovetuem prinyat' vo vnimanie i to, chto pri promyvke
plat posle ih travleniya hloridom zheleza (III) ostatki rastvora legko
gidrolizuyutsya s obrazovaniem trudnorastvorimyh osnovnyh solej. Krome togo,
material osnovy sposoben adsorbirovat' iony Fe[3+], chto mozhet
uhudshat' ego izoliruyushchie svojstva. A vot rastvory na osnove solej medi
smyvayutsya bez oslozhnenij. Ne prolivajte rastvor FeSl3: ochen' nelegko udalit'
ego yarkie rzhavye pyatna s odezhdy, sten i emalevogo pokrytiya vanny. U
persul'fatnogo rastvora takzhe est' nedostatok: neravnomernyj harakter
vytravlivaniya. Rabotat' s ammiachnymi rastvorami mozhno tol'ko na otkrytom
vozduhe ili pod tyagoj, chto ne slishkom udobno.
Nekotorye sostavy my ne stanem rekomendovat' dlya raboty v domashnih
usloviyah, soobshchim zhe o nih tol'ko dlya polnoty kartiny. Naprimer, sushchestvuyut
travil'nye rastvory na osnove hloritov (eti soli vzryvoopasny), na osnove
hromovogo angidrida (on yadovit, da, vprochem, i vzyat' ego negde), na osnove
drugih, eshche bolee redkih veshchestv.
I poslednee. Dlya naneseniya risunka pol'zujtes' pokrytiem,
sootvetstvuyushchim usloviyam travleniya. V sil'nokislyh rastvorah luchshe
ispol'zovat' kislotostojkuyu krasku (naprimer, NC-11), v slabokislyh vpolne
podhodit dlya zashchity klej BF-2. Esli rastvor budet nagrevat'sya, celesoobrazno
primenit' teplostojkuyu krasku.
S. MARKIN
CHto chitat' o travlenii plat:
Il'in V. A. Tehnologiya izgotovleniya pechatnyh plat. L.,
"Mashinostroenie", 1984.
Verhovcev O. G., Lyutov K. P. Prakticheskie sovety masteru-lyubitelyu. L.,
|nergo-atomizdat, 1987.
Himiya i zhizn', N7 1990 g. s 76-77.
Last-modified: Tue, 27 Feb 2001 21:08:57 GMT