Kaiverrus elektrolyysin avulla

Puukkoa varten piti saada terään kaiverrus aikaiseksi. Asianhan olisi voinut tehdä monella tapaa mm. taonnan aikana huitaista leima, syövyttää hapolla, kaivertaa dremilillä tai miksi ei  sovelleta kemiaa.

Elektrolyysissä sähkövirran avulla saadaan aikaan pakotettu hapetuspelkistysreaktio. Elektrolyysiä käytettään mm. metallien pinnoittamiseen ja kemialliseen pilkkomiseen.

Elektrolyysikenno koostuu kahdesta elektrodista, jotka on kytketty tasavirtalähteeseen. Virtalähde saa aikaiseksi elektronien siirtymisen elektrodilta toiselle. Siirron seurauksena toiselle elektrodille jää elektroniylimäärä ja toiselle elektronivajaus. Suolasulatteen positiiviset ionit hakeutuvat katodille, jossa ne pelkistyvät. Sulatteen negatiiviset ionit hakeutuvat anodille, jossa ne hapettuvat.

Yksinkertaisuudessaan tarvitaan tasavirtalähde, kaiverrettava kappale ja suolavettä. Tässä tapauksessa seuraaville yhdisteille/ioneille voi tapahtua hapetuspelkistysreaktio.

Screen Shot 2015-02-13 at 23.00.33

Katodilla voi tapahtua seuraavat pelkistysreaktiot.

Screen Shot 2015-02-13 at 23.00.52

Ja näistä tapahtuu veden pelkistyminen. Sillä sen vaatima energia on pienempi. Anodilla taas vastaavat reaktiot ovat.

Screen Shot 2015-02-13 at 23.00.58

Joista tapahtuu veden hapettuminen. Kuitenkin näiden kahden reaktion energiat ovat sen verran lähellä toisiaan, että oikeasti sekä happi- ja kloorikaasua muodostuu. Huomataan myös, että vähimmäisjännite mitä tarvitaan reaktion aikaan saamiseksi on on 2,06 volttia. Tämä on kuitenkin vain teoreettinen arvo ja todellisuudessa tarvitaan enemmän.

Anodiksi kytketään kaiverrettava kappale ja katodiksi olisi syytä valita samaa metallia, mikäli halutaan välttyä pieniltä ongelmilta. Itse tyydyin ihan johtimen kupariin.

Jotta jotain järkevää saadaan kaiverrettua, tarvitaan jonkinlainen sapluuna. Köyhän miehen ratkaisu on käyttää esim. kynsilakkaa ja raapustaa haluttu kuvio pois. Itse avasin Illustratorin ja vinyylileikkurilla leikkelin halutut sapluunat.

IMG_0711Lopulta päästää itse asiaan. Jännitelähteeltä ei hirveästi vaadita. Kunhan on tasajännite. Hätätapauksessa 9V-paristokin käy. Nopeus on suoraan verrannollinen piirin läpi kulkevaan virtaa. Kun resistanssi pysyy lähes vakiona, virtaa saadaan kasvatettua jännitettä nostamalla.

IMG_0718

Pumpulipuikko osoittautui sopivaksi tähän. Kannattaa myös huomioida tuuletus. Sillä reaktiossa muodostuu vety-, happi- ja kloorikaasuja.

IMG_0720

Lopputuloksena saadaan erittäin siistiä ja tarkkaa jälkeä. Ainakaan oman käden vakaus ei tähän riittäisi. Piirin resistanssi näytti pyörivän siinä 100 ohmin hujakoilla ja 0,2 A virralla riitti 10-20 sekunnin ‘kaiverrus’. Lopulta tuli myös merkattua omat työkalut. Lisää aiheesta voi etsiä googlella.

This entry was posted in Jotain aivan muuta and tagged , , . Bookmark the permalink.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *