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Electrolyse / Galvanoplastie / Caractéristiques techniques des métaux

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Sources : Petit Larousse illustré , Quid .

Dorure au trempé : Traitement à chaud ( 80 °C ) d'une pièce préalablement métallisée ( Cuivre en général ) , qui permet d'obtenir , après refroidissement , un fin dépôt d'or sur la pièce , appelée patine , et qui protège la pièce contre l'oxydation . La teneur en or des bains au trempé est de l'ordre de 2 g / litre.

Electrolyse : Décomposition chimique de certaines substances en fusion ou en solution , produite par un courant électrique. Les lois de l' électrolyse ont été établies par Michael Faraday ( physicien anglais - 1791 - 1867 ) . Quand on établit une différence de potentiel au moyen d'un générateur entre l'anode et la cathode , un champ électrique est créé dans l'électrolyte . Les ions positifs ou anions , se dirigent vers la cathode et sont réduits ( gagnent des électrons ) sous forme de métal , tandis que les ions négatifs ou cations se drigent vers l'anode et sont oxydés ( perdent des électrons ) : la plaque de métal placée à l'anode se décompose petit à petit dans l'électrolyte , sous l'action du courant . Une électrolyse métallique suppose donc l'utilisation d'un couple : métal , électrolyte à base de composé de ce métal en solution .
Exemple : Anode : Plaque de Cuivre pur , Bain : CuSO4 , sulfate de Cuivre + agents mouillants + Brillanteur .
Certains métaux exigent une électrolyse à chaud : C'est le cas du Nickel , qui exige que la température du bain dans la cuve soit maintenue constante à 65 °C.

Electrolyte : Corps qui, fondu ou en solution , peut se décomposer sous l'action d'un courant électrique. Pour le Cuivre ou le Nickel , l'électrolyte est à base de sulfate de Cuivre ou de Nickel.

Anode : ( du grec ana, en haut et hodos, route ) : Electrode d'arrivée de courant dans un milieu de conductivité différente . Lors d'une électrolyse , les plaques de métal à déposer sont situées à l'anode , au potentiel le plus élevé .

Cathode : ( du grec kata, en bas et hodos, route ) : Electrode de sortie de courant dans un milieu de conductivité différente . Lors d'une électrolyse , les pièces à plaquer recueillant le métal ( recombinaison anions + électrons ) sont situées à la cathode , au potentiel le plus bas .

Conducteur : Tout corps capable de transmettre la chaleur , l'électricité .

Conductivité : Caractéristique d'une substance conductrice, dont la valeur est l'inverse de la résistivité.

Galvanoplastie : Au moyen d'un courant électrique , un métal préalablement dissous ( à l'état de sel ) dans un bain (électrolyte) est déposé sur une surface quelconque , préalablement métallisée. Cette technique est utilisée pour la reproduction de médailles, de monnaies, de clichés photographiques , l'argenture des couverts, la dorure de pièces décoratives , le chromage et le nickelage destinés à la protection des métaux contre la corrosion . En 1849 , un compositeur parisien , Coblence , appliquant un procédé qu'il appelait "électrotypie" , obtenait des galvanos , des gravures et même des pages de texte du "magasin pittoresque".

Métal : ( du latin metallum , mine ) : Corps simple caractérisé par un éclat particulier , une aptitude à la déformation , une tendance marquée à former des cations , et conduisant bien en général la chaleur et l'électricité.

Rendre conductrice la pièce à plaquer : La pièce à plaquer exposée à la cathode , où se recompose le métal , reçoit les lignes de courant en provenance de l'anode , où sont situées les plaques de métal pur . Cette pièce doit être exempte d'impuretés, parfaitement étanche et sa préparation doit être extrêmement minutieuse . Elle est , avant la mise au bain , recouverte d'une peinture conductrice à base d'Argent .

Mastic : ( du grec mastikhê , gomme de lentisque ) : Pâte malléable à base de carbonate de calcium et d'huile de lin pure , durcissant au contact de l'air , qui sert à boucher des trous ou des joints , à faire adhérer des objets de nature différente,etc...

Résistivité : Caractéristique d'une substance conductrice, numériquement égale à la résistance d'un cylindre de cette substance de longueur et de section unités . Elle est d'autant plus faible que le degré de pureté du métal est grand . Elle croît proportionnellement à la température absolue du métal .

Masse Atomique : Masse en grammes d' une mole d'atomes d'un élément. La masse atomique du Carbone est de 12 g.

Nombre d'Avogadro : Nombre d'atomes contenus dans une mole d'atomes = 6,02 1023

Masse volumique : Quotient de la masse d'un corps par son volume . S'exprime en g / cm3 .

Valence : Pour les métaux , nombre maximal d'électrons que peut perdre la couche extérieure de l'atome dans une réaction d'oxydation ( exemple : Le Cuivre métal peut perdre 2 électrons par atome , en se décomposant en anions Cu2+ dans la solution électrolytique Cu2+, SO42- .

Masse et épaisseur de métal déposée lors d'une électrolyse - formule :

m = 1/96500 * (A / V) * I * t = r * volume = r * S * e

e = 1/96500 * (A / V) * ( I * t ) / ( r * S )

où :

  • m : masse de métal déposé
  • A : Masse atomique du métal
  • V : Valence du métal
  • I : Intensité du courant en Ampères
  • t : temps en secondes de déposition
  • r : Masse volumique du métal déposé (g/cm3)
  • S : Surface externe de la pièce à couvrir (cm2)
  • e : épaisseur de métal déposée ( cm )

 

Sommaire

Tableau des Caractéristiques Massiques et Electriques de quelques métaux

Elément

Symbole

Masse atomique

(g)

Température de Fusion en °C

Valence

Résistivité

(W.m)

Masse volumique
(g/cm3)

Argent

Ag

107,87

961,9

1

1,5 10-8

10,5

Chrome

Cr

51,996

1857

2, 3 , 6

7,19

Cuivre

Cu

63,546

1083,4

1, 2

1,6 10-8

8,96

Fer

Fe

55,847

1535

1, 2

10 10-8

7,87

Nickel

Ni

58,693

1453

2

12 10-8

8,9

Or

Au

196,967

1064,4

1, 3

19,3

Zinc

Zn

65,39

419,58

2

6 10-8

7,14

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