Гальваническое золочение и серебрение

По этому способу, как и при золочении и серебрении погружением, приготовляют растворы, содержащие золото или серебро- ванны золочения или серебрения. Эти ванны соединяют с аппаратами, называемыми элементами, в которых развивается особая сила- электричество. Под влиянием этой силы ванны разлагаются, и золото или серебро, находящееся в растворе, выделяется на погруженных в них изделиях. Таким образом можно не только покрыть изделия золотом или серебром, но и нарастить их более или менее толстым слоем этих металлов.

Гальванические элементы

Элемент Даниэля состоит из большого стеклянного стакана и (фиг. 36 табл. V), в который вставлены открытый с обоих концов цилиндр б из тонкой красной листовой меди и стакан из пористой слабообожженной глины в с находящимся внутри его цинковым цилиндром г, также открытым с обоих концов. Стеклянный стакан и наполняется насыщенным раствором медного купороса, а в глиняный стакан наливают разведенной водой серной кислоты (1 ч. по весу серной кислоты на 15 ч. воды). Медный и цинковый цилиндры посредством кламеров (зажимов) соединяются с концами медной проволоки, как показано на чертеже. Медный цилиндр называется положительным полюсом или анодом, а цинковый отрицательным полюсом или катодом*. Благодаря химическому разложению веществ, входящих в состав элемента, в последнем развивается особая сила- электричество, причем на медном цилиндре обнаруживается так называемое положительное электричество, а на цинковом отрицательное, которые стремятся соединиться между собой. Если медный и цинковый цилиндры соединить проволокой, то по последней установится движение электричеств или, как говорят, электрический или гальванический ток. Ток в проволоке будет существовать, пока будет происходить химическое разложение в элементе.
Если концы медной проволоки, соединенной с анодом и катодом, опустить в сосуд с каким-либо раствором, то ток будет проходить от медного цилиндра (анода) к цинковому (катоду) через этот раствор.
Элемент Даниэля может работать несколько недель без перемены жидкостей. Цинковый цилиндр должен быть амальгамирован, т. е. покрыт ртутью (иначе он сильно разъедается серной кислотой), по временам амальгаму следует возобновлять, для чего цинковый цилиндр погружается в разведенную серную кислоту и еще влажным натирается ртутью при помощи щеточки.
Элемент Бунзена состоит также из стеклянного стакана (фиг. 37 табл. V), внутри которого вставлен пористый глиняный цилиндр, но отличается от элемента Даниэля тем, что в стеклянный стакан вставляется цинковый цилиндр и наливается разведенная серная кислота (1 ч. по объему кислоты на 10 ч. воды), а в глиняный стакан вставляется коксовый брусок и наливается обыкновенная азотная кислота. Коксовый брусок служит анодом, а цинковый цилиндр катодом; они кламерами соединяются с концами медной проволоки.
Элемент Бунзена дает более сильный ток электричества, но неудобен в том отношении, что выделяет вредные для дыхания пары, поэтому при работе бунзеновскими элементами необходима хорошая вентиляция; кроме того, в них необходима частая чистка медных принадлежностей, которые быстро окисляются под влиянием кислых паров. Уход за элементами. Когда элементы не действуют, их лучше разбирать; например, при бунзеновских элементах поступают так: медные клеммы (зажимы) снимают и кладут в воду, прибавляя в нее немного мела; уголь (кокс), вынув из глиняного цилиндра, кладут в фарфоровую чашку; азотную кислоту выливают в стеклянную банку с притертой пробкой; глиняный цилиндр погружают в воду, а цинко-

*Анод часто обозначается знаком + (плюс), а катод знаком - (минус).

вый цилиндр, вынув из стакана, ставят над ним на двух деревянных рейках, чтобы с него стекла жидкость.
Собирают элементы в обратной последовательности: сначала опускают цинк в стакан; ставят уголь в пористый сосуд; наполняют последний до трех четвертей азотной кислотой, уже бывшей в употреблении, и, поместив его в элемент, приливают свежей азотной кислоты столько, чтобы жидкость в глиняном сосуде стала на одном уровне с наружной жидкостью; наконец привинчивают медные клеммы (предварительно вычистив их).
Следует иметь глиняные сосуды, по крайней мере в двойном количестве; при этом работают одним цилиндром только в течение дня, а на следующий день заменяют его свежим; работавший же цилиндр погружают для промывки в воду, после чего его снова можно будет применять в дело. Если элемент Бунзена действует с утра до вечера, то кислоты необходимо возобновлять через каждые три- четыре дня.
Что касается элементов Даниэля, то они могут работать, как уже раньше говорилось, без возобновления жидкостей несколько недель; только на дно стеклянного стакана необходимо класть куски медного купороса и подбавлять их по мере растворения (за этим нужно следить; иначе сила элемента скоро уменьшается).

Гальванические батареи

Обыкновенно для действия гальваническимтоком одного элемента оказывается недостаточно и потому берут несколько элементов и соединяют их между собой в батареи; это соединение производится двояким образом; например, если нужно составить батареи из трех элементов, то:
1) соединяют медной проволокой катод первого элемента с анодом второго, катод второго с анодом третьего (как это показано на фиг. 41 табл. V); свободный анод первого элемента А и катод третьего элемента К будут служить анодом и катодом батареи; подобный способ соединения элементов в батареи называется последовательным; три элемента, соединенные последовательно, дают электродвигательную или электровозбудительную силу втрое большую, чем один элемент*.
2) соединяют между собой медной проволокой или пластинкой все аноды трех элементов, точно так же соединяют и катоды (фиг. 40 табл. V); пластинка А, соединяющая аноды, будет анодом батареи, а пластинка К, соединяющая катоды, - катодом батареи; такое соединение называется параллельным; три элемента, соединенные парал-

*На фиг. 39, 40 и 41 табл. У показаны только аноды и катоды злеиентов Бунзена; кружки к - цинковые цилиндры (вид сверху), а прямоугольники а - коксовые бруски.

лельно, действуют как один большой элемент, поверхность анодов и катодов которого в 3 раза больше, чем у одного взятого элемента; электродвигательная сила при таком соединении не увеличивается, но количество электричества в каждый данный промежуток временно развивается больше.
Если нужно увеличить электродвигательную силу и количество электричества, то одновременно применяют последовательное и параллельное соединения; например, на фиг. 39 табл.V показана батарея, составленная из шести элементов, причем элементы соединены параллельно в две группы (но три элемента в каждой группе); группы же между собой соединены пластинкой n последовательно (т. е. анод А одной группы с катодом К другой группы).

3. Составление гальванической цепи

На фиг, 38 табл. V показано простое приспособление гальванических элементов к ванне золочения или серебрения. Б - элемент Бунзена (или батарея). В - ванна золочения или серебрения; а- медная палочка, на которой с помощью медной или серебряной проволоки подвешены изделия; б - такая же палочка; на ней подвешена пластинка; эта пластинка при серебряной ванне должна быть из серебра, при золотой же - из золота. Палочка и соединяется меднои проволокой с катодом элемента, палочка же 6 - с анодом. При таком расположении образуется, как говорят, замкнутая гальва- ническая цепь (ток будет замкнут), при этом ток будет идти от анода элемента к палочке 6, отсюда в пластинку (золотую или серебряную), дальше через раствор к изделиям в палочку и и возвратится к катоду элемента. Если проволоку, идущую от анода или катода, разобщить с палочками а или 6, то цепь разомкнется и ток прекратится.
Тох, проходя через раствор - ванну, разлагает ее, при этом серебро или золото, находящееся в ванне, выделяется и отлагается всегда у катода; вот почему изделия, подлежащие золочению или серебрению, нужно непременно соединять с катодом элемента (или батареи). Серебряная или золотая пластинка, подвешенная на палочке 6, при действии тока постепенно растворяется в ванне и таким образом убыль золота или серебра в ванне, вследствие выделения на изделиях, постоянно пополняется.
Подвешивание изделии в ванне, ках это показано на фиг. 38 табл. V, удобно для более или менее мелких изделий. Для крупным же изделии лучше поступать таким образом: на дно ванны поместить стеклянную или деревянную, осмоленную или покрытую лаком из равных частей гуттаперчи и канифоли доску; на эту доску поставить невысокий столик, стеклянный, фарфоровый или деревянныи, осмоленный или покрытый лаком (верхняя крышка столика должна быть дырчатая). Изделие, подлежащее серебрению или золочению, кладется на доску, а на столике располагается завернутая в полотно пластинка из золота или серебра. Изделие соединяется проволокой с катодом, а пластинка с анодом.
Проволоки, идущие от анода и катода элемента (или батареи) к ванне, служат для проведения тока и называются проводниками; они должны быть медные, диаметра около 11/2 - 2 миллиметров и изолированные, т. е. покрытые особым слоем, не проводящим электричества *.