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[综合]碳酸钠(食碱)电解除锈法的除锈试验 [复制链接]

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— 本帖被 香瑶 设置为精华,作者+3000M币+5专家(2017-10-19) —
一直听说有个神奇的电解除锈法,可上网查了半天也没找到个确切的操作方法,今天就来验证一下。本次采用的是电解碱性溶液除锈的方法。先回答两个问题:为什么没有用酸洗的方法除锈,因为酸液除锈后如果清洗不干净和保存不当,更易生锈。为什么没有用电解食盐水的方法除锈,因为盐水除锈可能对工件有腐蚀,电解过程中还会产生氯气影响健康。

第一集:
碳酸钠溶液电解除锈试验

1、除锈对象:爷爷辈的劳动牌扳手,上面的铁锈也几十年了。


2、找个容器,装200mL水。注意:金属容器不行的。水量可按需自定,只要完全浸没被除锈对象。


3、碳酸钠Na2CO3,也就是很常见的食碱的主要成份。食碱的主要成份是Na2CO3(碳酸钠)和NaHCO3(小苏打)。我这个的纯度比较高。食碱在菜场之类的地方都有卖,很便宜一斤只要几元钱。


4、我要配制10%的碳酸钠溶液,水是200mL,所以碳酸钠是22克(图中多称的0.4克请忽视),这个比例大概就行,不用精确的。如用普通食碱,由于含有其它物质的原因,可稍加大些食碱用量。溶液配比计算公式:碳酸钠/(碳酸钠+水)*100%=10%


5、水中加入碳酸钠,搅拌均匀。如采用食碱的话,可以用热水,这样食碱较易溶化。


6、电解用的电源:12V 1.5A直流电源,整个电路中串联个12V的灯泡防止短路,同时也可以起到限流的作用。12V电源的正极接个不锈钢螺丝做电极,用不锈钢做电极比较稳定耐腐蚀,如果正极用铜铁之类的做电极,电解过程中会氧化腐蚀影响电解效果。负极接需除锈的物体。因为扳手有锈怕接触不良,扳手上和电线连接的部分先用砂纸磨了下。


7、先试一下电路工作是否正常:把正负电极放到一起,灯泡亮了,说明电路是对的,此时的电流为1.2A。


8、把扳手放入碳酸钠溶液中。正负极注意不要碰到一起,正极头部的电线也不要浸到液体中,不然很容易被氧化而接触不良。


9、接通电源开始电解除锈。


10、刚开始电解,气泡不是很多。


11、10分钟后反应很剧烈了。两个电极间的距离越近,反应越剧烈。因为电路中串了灯泡,也不用担心短路。



12、第10分钟时把扳手捞出观查下,扳手表面原来比较薄的浮锈已经没有了,锈蚀严重的地方变化不大。可以看一下电源负极浸在溶液中的铜丝,也变得锃亮,所以被除锈物体一定要接在负极。


13、第15分钟,变化不大。大家可以看到电解过程中灯泡是亮的,所以两个电极间的电压并不高,电流小于1A。


14、第30分钟,变化仍不大,但锈蚀严重的地方,铁锈变得疏松。


15、第60分钟,目测变化仍不大,不打算进行下去了,碳酸钠溶液颜色变化不大,当中有一些脱落下来的铁锈。(溶液变紫红色的地方是因为给小孩滴了一滴酚酞试剂的原因,是和本次除锈试验无关的,验证的是酚酞试剂在碱性溶液中的变色)。


16、取出扳手先用清水洗一下,表面95%的铁锈已没有了,金属表面生成了一层黑黑的物质,用力可以擦下来的。


17、把扳手擦干净后看下情况,电解后的表面并不是想象中的油光锃亮的,是乌中带亮的感觉,就象镀了层膜。细看下5.5标记及板手头部仍有一些铁锈存在。


18、用钢丝刷清洁扳手,这些铁锈已经不牢固了,很容易就刷去了。


19、刷干净后马上喷了WD40防锈。整个扳手已没有一丝锈迹,看上去很清爽,那种乌中带亮的感觉很不错。细看下刚才铁锈最多最牢固的劳动牌三个字那里、以及扳手头部的斜纹,并没有在电解中有被破坏的迹象。


楼下继续



[ 此帖被csjsone在2017-10-18 09:31重新编辑 ]
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只看该作者 1楼 发表于: 10-18
20、对比一下,大的扳手是只用了钢丝刷+WD40处理,还有很多铁锈无法去除,效果并不满意;小扳手是电解法除锈的,效果不错。



第二集:
可能有人会说,电解过程中,采用了比较稳定的不锈钢做正极,那么和电解水并没有区别。那么我们来验证一下电解清水,有没有除锈的效果。


21、刚才的大扳手。


22、用同样的电路接上,开始电解,正极产生氧气,负极产生氢气。由于清水的导电性比碱性溶液差多了,可以看到串联在电路的灯泡也没亮。


23、电解反应缓慢,正极和负极产生的气泡较少,气泡的体积也比较大。15分钟后扳手没有任何变化。看来用清水电解除锈并不可行。


第三集:
洗衣粉也是碱性的,那么有没有除锈的效果呢?我们来验证一下。


24、清水+半勺洗衣粉。


25、搅拌均匀。


26、用同样的电路接上,正极接不锈钢螺丝,负极接被除锈物体。这时灯泡微亮。


27、5分钟后,电解反应也很明显的。溶液中出现了红色。


28、溶液出现了红色,这是为什么呢,这次可没向里面滴酚酞试剂,估计是洗衣粉里这些彩色颗粒的原因。


29、10分钟后......


30、15分钟后,液体表面全给泡沫覆盖了,看不出下面的情况,捞起扳手观查下:部分浮锈没有了,其余的铁锈仍很牢固。



31、1小时后,结束试验。把扳手用清水洗干净,表面的铁锈仍存在,铁锈没有松化的迹象



32、把扳手头部先用钢丝刷处理下,仍有铁锈很牢固,无法去除。看来用洗衣粉电解除锈有效果但并不好,而且电解过程中液体表面全给泡沫覆盖了,无法进行观察。


第四集:
扳手上的锈总要除的吧,继续试验,本次试验的目的是加大被除锈物体的体积,看看有没有什么影响。


33、仍用10%的碳酸钠溶液,负极接上两个扳手,体积是第一次试验的3-4倍。


34、10分钟后,这次可以看到,由于被除锈工件的体积加大,电解反应没有第一次那么强烈,气泡只是在局部比较多,其余的部位有气泡,但很弱,在不加大电流或加大正极体积的情况下,只能过段时间把正极移个位置,才能照顾到所有地方。


35、1小时后取出扳手,清洗、钢丝刷处理、上油。可以看到,后两把扳手最终的除锈效果是和第一把一样的,没有一丝锈迹存在,很满意。大扳手头部上的印迹是WD40没有擦均匀的缘故。



总结:
1、本次电解除锈法中利用的是碳酸钠(食碱)配制的碱性溶液,溶液比例可自定。2、电压12V及以下足够了,如果没有恒流电源,电路中要做好防止短路和限流的措施。3、电解法中负极接被除锈物体。4、电解除锈法前10分钟的效果最明显,后面时间的主要作用是把顽固的铁锈松化,电解过程中可以经常用小牙刷刷下,帮助铁锈脱落。5、单用电解除锈法无法去除所有的铁锈,特别是角角落落中的铁锈。松化后残留的铁锈要用钢丝刷去除。电解除锈起到70%的作用,钢丝刷起到30%的作用。6、被除锈物体体积越大,正极的电极要相应加大,电流也要加大。7、除锈结束后要及时上油防锈。8、电解除锈法在本次试验中对被除锈物体没有明显的腐蚀损坏作用。9、电解过程中最好把被除锈物体变换下角度,因为靠上的一面除锈效果要好于背面。10、碳酸钠溶液电解除锈无法获得一个锃亮的工件,只能得到一个乌黑发亮,象是镀了膜的工件。11、后继是否容易生锈还要时间来验证,电解结束10多天了还没有生锈的迹象,后续我会回复在贴子中的。12、安全提示:电解过程中负极会产生氢气,注意不要接触明火。


结束,希望对大家有帮助,谢谢观看!谢谢大家的鼓励和支持!



[ 此帖被csjsone在2017-10-18 08:08重新编辑 ]
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只看该作者 2楼 发表于: 10-18
前面四集看完了,现在插个花絮,就在我走开清洁扳手的时候,小孩用刚才的电源做了个电解硫酸铜的试验,负极生成的单质铜还是很漂亮的。













[ 此帖被csjsone在2017-10-19 08:09重新编辑 ]
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只看该作者 3楼 发表于: 10-18
最好在室外操作
想看镀铜的效果
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csjsone M币 +3 歡迎探討 10-18
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只看该作者 4楼 发表于: 10-18
正极去掉螺丝原先的防锈层应该会更好吧
离线zjnbtsm

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好文章,有对比有图像,赞一个!
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只看该作者 6楼 发表于: 10-18
回 lrm888 的帖子
lrm888:最好在室外操作
想看镀铜的效果 (2017-10-18 07:54) 回 lrm888 的帖子

产生的气体是二氧化碳、氧气和氢气,量不大的话,室内操作还是可以的。镀铜的话,估计不会镀得很牢固的。
离线邢宝伟

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優秀文章,实践出真知。
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只看该作者 8楼 发表于: 10-18
黑色的可以用可乐去除
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盐水电解没那么容易产生氯气。。
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yhky M币 +9 要看用什么电极,电极不参与反应就能放出氯气 10-22
csjsone M币 +3 歡迎探討 10-18
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