การชุบด้วยไฟฟ้าด้วยทองแดง

การฝากชั้นทองแดงบาง ๆ บนวัตถุโลหะ

Electrochemistry Intermediate (High School) 60 นาที ~$15.00

วัตถุประสงค์

ชุบกุญแจหรือเหรียญโลหะด้วยทองแดงโดยใช้ไฟฟ้า เพื่อแสดงให้เห็นกระบวนการอุตสาหกรรมของการสะสมทางไฟฟ้าและกฎของฟาราเดย์

ความเป็นมา

Electroplating uses electrolysis to deposit a thin layer of metal onto a conductive surface. The object to be plated is made the cathode, and the plating metal (copper) is the anode. Copper ions from the solution are reduced and deposited on the cathode surface.

คำเตือนด้านความปลอดภัย

  • Copper sulfate solution is toxic
  • Dilute sulfuric acid is corrosive
  • Wear gloves and goggles
  • Handle electrical connections with care

อุปกรณ์ป้องกันส่วนบุคคลที่จำเป็น

goggles gloves lab_coat

วัสดุ

  • Copper(II) sulfate (CuSO₄) (200 mL)
    1M solution
  • Sulfuric acid (H₂SO₄) (10 mL)
    Dilute, to improve conductivity
  • Copper strip or sheet (1 piece)
    Anode
  • Metal key or coin (1)
    Object to plate (cathode)
  • Acetone or alcohol (20 mL)
    For cleaning the object

อุปกรณ์

DC power supply (3-6V) Beaker (400 mL) Wires with alligator clips Sandpaper Analytical balance

ขั้นตอนปฏิบัติ

1

Clean the object (key/coin) by sanding lightly and degreasing with acetone. A clean surface is critical for good plating.

5 นาที Acetone is flammable
2

Weigh the clean object on the analytical balance and record the mass.

2 นาที
3

Prepare the plating solution: 200 mL of 1M CuSO₄ with 5 mL of dilute H₂SO₄.

3 นาที Wear gloves
4

Suspend the copper strip (anode) and the object (cathode) in the solution, connected to the power supply.

5 นาที
5

Set the power supply to 3V and turn it on. Observe the copper being deposited on the cathode.

2 นาที
6

Allow plating to continue for 30 minutes. Periodically check that gas bubbles are minimal (indicates correct voltage).

30 นาที
7

Turn off the power supply. Remove the plated object, rinse with water, and dry gently.

3 นาที
8

Weigh the plated object. Calculate the mass of copper deposited and compare with Faraday's law prediction.

5 นาที

ผลลัพธ์ที่คาดหวัง

A smooth, shiny copper coating should cover the object. The mass increase should correlate with Faraday's law: m = (M x I x t) / (n x F), where M is molar mass of Cu, I is current, t is time, n=2, and F is Faraday's constant.

การทำความสะอาด

Dispose of copper sulfate solution in heavy metal waste. Rinse all equipment. Clean the copper anode for reuse.

รายละเอียด

หมวดหมู่
Electrochemistry
ระดับความยาก
Intermediate (High School)
ระยะเวลา
60 นาที
ค่าใช้จ่ายโดยประมาณ
$15.00
ขั้นตอน
8
วัสดุ
5

การทดลองเพิ่มเติม

การตรวจสอบอนุกรมกิจกรรม 30 min การวัดศักย์ไฟฟ้าเซลล์โวลตาอิก 60 min การสร้างเซลล์ดาเนียล 45 min เซลล์ความเข้มข้น 45 min แบตเตอรี่มะนาว 20 min วิธีป้องกันสนิม 30 min อิเล็กโทรลิซิสของคอปเปอร์ซัลเฟต 50 min อิเล็กโทรลิซิสของน้ำ 40 min

Frequently Asked Questions

What is the objective of การชุบด้วยไฟฟ้าด้วยทองแดง?
ชุบกุญแจหรือเหรียญโลหะด้วยทองแดงโดยใช้ไฟฟ้า เพื่อแสดงให้เห็นกระบวนการอุตสาหกรรมของการสะสมทางไฟฟ้าและกฎของฟาราเดย์
How difficult is การชุบด้วยไฟฟ้าด้วยทองแดง?
This experiment is rated as Intermediate (High School). It takes approximately 60 minutes to complete.
What safety precautions are needed for การชุบด้วยไฟฟ้าด้วยทองแดง?
Key safety precautions include: Copper sulfate solution is toxic; Dilute sulfuric acid is corrosive; Wear gloves and goggles.
What materials are needed for การชุบด้วยไฟฟ้าด้วยทองแดง?
The main materials required are: Copper(II) sulfate (CuSO₄), Sulfuric acid (H₂SO₄), Copper strip or sheet, Metal key or coin, Acetone or alcohol.
What results should I expect from การชุบด้วยไฟฟ้าด้วยทองแดง?
A smooth, shiny copper coating should cover the object. The mass increase should correlate with Faraday's law: m = (M x I x t) / (n x F), where M is molar mass of Cu, I is current, t is time, n=2, and F is Faraday's constant.