Sari la conținut
ELFORUM - Forumul electronistilor

Proiect electroliza rugina


Postări Recomandate

Am deschis un topic nou pentru cei interesati de restaurari etc.

 

Un pic de teorie:

Exista 3 tipuri de oxizi de fier:

FeO - Oxid feros - de culoare neagra

Fe3O- Magnetit  - de culoare neagra 

Fe2O2 - oxidul feric - de culoare rosie 

si mai multi hidroxizi de fier:

Fe(OH)2 - hidroxid feros - culoare albă
Fe(OH)3 - hidroxid feric - culoare galbenă

etc ..

 

In prezenta umiditatii si a oxigenului firerul rugineste. Formula chimica a ruginei este  FeO(OH).

 

 

Rugina obişnuită (brun-roşiatică) se formează în urma a 2 reacţii consecutive. În prima dintre ele se formează rugina albă (hidroxid feros - Fe(OH)2) care este instabilă trecând repede prin a doua reacţie. De aceea rugina albă nu se observă decât arareori. A doua reacţie conduce la formarea ruginii brune:

 

Fe+2H2O→Fe(OH)2+H2↑
4Fe(OH)2+O2→4FeO(OH)+2H2O

 

Dintre cele toate tipurile de oxizi/hidroxizi FeO(OH) (rugina) ocupa un volum semnificativ mai mare si prin reactia de oxidare a hidroxidului feros este detasat de substrat intr-un proces ireversibil. Celelalte tipuri de oxizi/hidroxizi de fier raman atasate destul de bine de substrat si, prin electroliza e posibila (partial) transformarea lor in metal Fe restul se transforma in Fe3O- care daca nu mai e atasat de substrat (mecanic si electric) nu se mai reduce.

 

Reactia chimica :

La anod (+) are loc o reactie de oxidare

 

La catod (-) are loc o reactie de reducere 

 

Necesar pentru procesul de electroliza a ruginii:

 

1 vas care sa contina apa + electrolit

1 anod de sacrificiu

1 sursa de curent continuu

1 obiectul care trebuie curatat de rugina

1 perie/periuta de plastic

 

Pentru vas puteti folosi orice container din plastic.

Pentru electrolit recomand folosirea sodei de rufe (Na2CO3) deoarece functioneaza foarte bine si in plus degreseaza piesele. La nevoie se poate folosi bicarbonat de sodiu alimentar.

Anodul de sacrificiu cel mai bine e sa fie din grafit. Deoarece grafit e destul de greu de gasit se poate utiliza un otel FARA CROM ! de tipul otelului structural (fier beton, cornier etc). Atentie ce fel de anod folositi ! daca nu esti sigur ca nu contine crom nu-l folosi ! Cromul hexavalent e foarte toxic si cancerigen !

Pentru sursa de curent continuu: ideal o sursa reglabila tensiune/curent cu protectie la scurt. Cand se alege sursa se va avea in vedere ca aceasta va functiona in sarcina timp indelungat si sursa trebuie sa suporte un astfel de regim. Se poate utiliza cu succes un redresor auto sau o sursa de calculator. Un ampermetru si niste rezistente pentru limitarea curentului si niste sigurante pot fi necesare. 

P.S. este aproape garantat ca veti face scurt asa ca aveti in vedere o protectie la scurt a sursei/redresorului.

 

Pregatirea si precautii:

- procesul de electroliza degaja hidrogen! Folositi spatii bine aerisite sau in aer liber ... risc acumulare hidrogen si ... BUM !

- procesul de electroliza poate degaja gaze toxice (clor etc)  Folositi spatii bine aerisite sau in aer liber ... risc acumulare gaze toxice !

- procesul de electroliza foloseste curent electric si lichide. Nu amestecati lichidele cu sursele de tensiune... risc de electrocutare! Tineti sursele de curent protejate departe de lichide  ... folositi cabluri mai lungi !

- procesul de electroliza poate genera substante toxice ... folositi manusi nu mancati, nu beti , spalati-va bine pe maini dupa ce ati terminat

- procesul de electroliza e mizerabil, folositi manusi, haine de lucru, musama, protejati spatiile invecinate, rugina pateaza !

- folositi ochelari de protectie cand frecati cu peria ... nu vrei sa-ti sara in ochi rugina + soda de rufe.

 

Se aseaza in vas  anodul preferabil sa inconjoare piesa care urmeaza a fi curatata de rugina. La conexiunile electrice intre piesele anod-ului (daca sunt scufundate in lichid) folositi doar sarma de fier (fara crom) nu cupru ca oxideaza ! Preferabil ca piesele anodului sa fie legate electric in afara lichidului in felul asta scapi de problema.

Catodul este reprezentat de piesa pe care dorim sa o curatam de rugina. Ideal ea ar trebui sa fie suspendata in lichid si inconjurata de anod (fara sa atinga anodul).  

 

Piesa se poate pregati prin curatare mecanica de rugina groasa si degresare. In cazul in care se doreste o restaurare si nu se doreste interventii mecanice asupra piesei se poate degresa si pune direct cu rugina groasa pe ea dar in acest caz procesul o sa dureze mai mult.

 

Se toarna apa (daca se poate calduta sa se dizolve electrolitul mai repede) pana este acoperita piesa corespunzator. Se ataseaza contactele electrice + la anodul de sacrificiu si  - la piesa pe care dorim sa o curatam de rugina. Mare gija sa nu le conectati invers altfel oxidati piesa !

Dati drumul la tensiune si urmariti curentul de pe ampermetru. Adaugati un pic de electrolit si amestecati si verificati ampermetru. Daca curentul este prea mic mai adaugati electrolit. 

 

Cu cat curentul este mai mare cu atat reactia electrochimica este mai puternica. In functie de suprafata piesei, de gradul de corodare etc curentul optim variaza. Incercati sa nu fortati sursa mai ales daca e made in china.

Sub actiunea curentului la anod si catod se vor observa formarea de bule de gaze. Lichidul se isi va schimba culoarea de la ruginiu la negru in functie de oxizii dizolvati in el si va face o spuma murdara.

Daca el capata culoarea verde inseamna ca undeva a patruns cupru in electrolit. In cazul acesta eu recomand schimbarea electrolitului si spalarea bine a pieselor altfel riscati sa placati cu cupru piesa pe care doriti sa o restaurati.

 

Din cand in cand curatati cu peria de plastic mizeriile de pe piesa si anod. Daca curatati regulat mizeria reactia dureaza mai putin si in plus puteti sa urmariti cum progreseaza. 

 

Rugina se va transforma treptat in magnetit de culoare neagra care se va desprinde si dizolva in apa. Alte tipuri de oxizi/hidroxizi se transforma si ele pierzand treptat cate un oxigen pana la fier ... sau daca nu mai sunt in contact (electric si mecanic) cu substratul pica la fund sau raman atasati ca o mazga neagra dar nu mai intra in reactie electro-chimica. Anodul de sacrificiu oxideaza puternic.

 

Nu exista nici un pericol daca piesa este tinuta la electroliza mai mult decat trebuie.

 

Considerati procesul incheiat cand sunteti multumit de rezultate. La sfarsitul procesului metalul este expus, are in general o  culoare gri-mat si este foarte vulnerabil la oxidare. Imediat dupa spalare/clatire trebuie uscat fortat si dat cu o solutie anticoroziva (WD40, vaselina etc). 

 

Se poate folosi reactia de electroliza a ruginei in sens invers daca se doreste "ruginirea" accelerata a unei piese .

 

In curand poze ...

 

Link spre comentariu

Posted ImagePosted Image

 

Din pacate nu m-a dus capul sa fac niste poze cu pilele ac inainte de inceperea experimentului.

Postul anterior a fost scris dupa ce au fost facute pozele de mai sus. A se observa lipsa protectiei impotriva petelor (musama)

Culoarea electrolitului are o usoara nuanta de verde (posibil sa fi fost ceva urme de cupru prin dintii pilei folosite la anod).

 

Dupa cateva ore  ...  dupa clatire 

Posted ImagePosted Image

 

Arata mult mai bine dar mai e de lucru...

 

am schimbat electrolitul de 2 ori o data cu bicarbonat si o data cu solda de rufe

curentul l-am variat intre 0.5A si 1.5A   -  la 1.5A fierbe serios.

tensiunea undeva intre 5-14v 

tensiunea si curentul variaza in functie de concentratia de electrolit.

 

 

 

 

Link spre comentariu

Si nu are carbon in compozitie ca ziceai ca nu o bun.

Scuze am comfundat cu Cr.

Ziceai ca e bine ca obiectul de curatat sa fie inconjurat de anod,oare nu e bine ca anodul sa fie facut dintro bucata de tabla la rotund sau o bucata de teava? si catodul spanzurat pe ceva izolator in interiorul lui.

Editat de mihaighe
Link spre comentariu

Ai dreptate, dar vorba aia .... fa ce zice popa nu ce face popa.

E un prim experiment, testam invatam ...  daca iese bine o sa fac un sistem permanent cu toate cele ... 

Primul lucru pe care l-am invatat deja .... daca nu cureti rugina superioara ai de asteptat mult si bine ... electoliza dureaza ... si dureaza ...

Legat de pila aia ... m-ai bagat un cui ... adevarul e ca nu stiu din ce fel de otel e facuta dar dupa cat era de ruginita am banuit ca nu are Cr in ea. Acum am vazut pe net ca unele pile sunt facute din otel W1-ANSI care contine 0.15% Cr   :ops

Apropos si otelul structural poate contine Cr depinde de tip.  :16

Eu nu sunt specialist in oteluri poate ne lamureste cineva care se pricepe mai bine. 

Link spre comentariu

Daca nu aveti anod cu continut de crom, rezultatele dez-oxidarii vor fi mediocre...daca puneti anod de inox alimentar, nu numai ca scapati de rugina de pe obiectul pus la catod, dar il faceti si inoxidabil(partial). Nu va pune nimeni sa beti solutia de electrolit, si nici sa udati florile cu ea.Dealtfel, nu vad cum ar ramane cromul "spanzurat" in solutia de electrolit. Iar otel cu 0(zero) la suta crom ma tem ca nu veti gasi, fierul din furnal nu e mostra de laborator. Metoda folosita de electroliza e foarte buna si da rezultate excelente.

Link spre comentariu

@spitfire esti liber sa contribui daca sfaturile pe care le dai sunt corecte. Despre pericolele cromului hexavalent se gasesc informatii pe internet. Singurul lucru pe care il adaug este ca sub actiunea electrolizei atomul de crom devine hexavalent chiar daca initial el era bivalent, trivalent, etc...

Daca nu aveti anod cu continut de crom, rezultatele dez-oxidarii vor fi mediocre...

total fals ...

 Dealtfel, nu vad cum ar ramane cromul "spanzurat" in solutia de electrolit

din pacate nu doar ca ramane "spanzurat" dar se si "evapora", limita de siguranta pentru crom hexavalent in aer este de 5 µg/m3 cu recomandarea de expunere la 0.2 µg/m3

limita de crom hexavalent in apa potabila este de  10 µg/L 

1g de otel inoxidabil 440c contine 1.20% crom adica 12000µg  

daca puneti anod de inox alimentar, nu numai ca scapati de rugina de pe obiectul pus la catod, dar il faceti si inoxidabil(partial)

?!?!?

ca o informatie ... procesul de cromare este destul de complicat pe scurt:

1. curatare, degresare, decapare (in baie de acid)

2. cuprare - relativ usor 

3. nichelare - dificil 

4. cromare -  si mai dificil

Electroliza ruginii nu este solutia minune pe care multi o cred vazand niste clipuri pe youtube. Din contra, e un proces de durata complicat si destul de greu de stapanit. De cele mai multe ori e mai practic sa folositi solutii mecanice / chimice. Exista solutii profesionale care curata rugina fara sa atace metalul. Singurul avantaj al electolizei este ca "recupereaza" o parte mica din metal. 

 

Ieri am mai facut un test de 2 ore @2A. Rezultatele ... slabe. Concluzii:

-cresterea concentratiei de electrolit si a curentului nu influenteaza semnificativ reactia de la catod. Pentru piesele respective (relativ mici) un curent de 0.5A e suficient mai mult nu ajuta cu nimic.

-am folost niste magneti puternici pentru fixarea piesei de la catod. Se pare ca a fost o greseala. Solutia a ramas mult mai limpede decat de obicei, magnetitul nu s-a desprins/dizolvat de pe piesa si reactia a fost ingreunata  (probabil ca a fost atras magnetic de piesa). 

 

o sa incerc sa fac rost de niste creioane de grafit sa rezolv si problema cu anod-ul.

 

Fiecare sut in fund e un pas inainte !  

Link spre comentariu

Electrolitul optim este solutia diluata de hidroxid de sodiu (soda caustica). Un magnet este necesar pentru limpezirea solutiei (fier elementar, magnetita, maghemita, oxid feros), dar asezat pe fundul vasului, nu in contact cu electrozii. Anodul trebuie sa fie inoxidabil, grafit sau carbune de retorta. Fierul ordinar oxideaza si contine mult fier vechi ce poate contine orice. In acest procedeu cromul se afla in electrolit sub forma de bicromat de sodiu, nevolatil, dar care se degaja sub forma de ceata de electrolit care este daunatoare si fara crom. Ceata apare cand se sparg bulele de gaz. Situatia se poate ameliora daca vasul se acopera cu un strat dublu de panza ce capteaza lichidul si lasa gazul sa treaca.

Link spre comentariu

Alătură-te conversației

Poți posta acum și să te înregistrezi mai târziu. Dacă ai un cont, autentifică-te acum pentru a posta cu contul tău.
Notă: Postarea ta va necesita aprobare moderator înainte de a fi vizibilă.

Vizitator
Unfortunately, your content contains terms that we do not allow. Please edit your content to remove the highlighted words below.
Răspunde la acest subiect...

×   Alipit ca text avansat.   Restituie formatare

  Doar 75 emoji sunt permise.

×   Linkul tău a fost încorporat automat.   Afișează ca link în schimb

×   Conținutul tău precedent a fost resetat.   Curăță editor

×   Nu poți lipi imagini direct. Încarcă sau inserează imagini din URL.

×
×
  • Creează nouă...

Informații Importante

Am plasat cookie-uri pe dispozitivul tău pentru a îmbunătății navigarea pe acest site. Poți modifica setările cookie, altfel considerăm că ești de acord să continui.Termeni de Utilizare si Ghidări