Επιχρύσωση επιφανειών με ηλεκτρικό ρέυμα

Μπορούμε άραγε στον τομέα της Χημείας να επιχρυσώσουμε μια επιφάνεια; Οι σημερινές χημικές πτήσεις ασχολούνται με το θέμα αυτό. Είναι μια ιδέα που πραγματοποιήσαμε στο εργαστήριό μας και έχει αρκετά εντυπωσιακά αποτελέσματα όπως θα δείτε και στο παρακάτω βίντεο. Η Ιδέα βέβαια προκύπτει μέσα από την διεθνή βιβλιογραφία.

Η απάντηση στο αρχικό ερώτημα είναι ναι, βεβαίως και μπορούμε, και είναι μια διαδικασία που χρησιμοποιείται ευρέως για τα επιχρυσωμένα αντικείμενα. Η διαδιακασία ονομάζεται Ηλεκτροαπόθεση ή αν θέλετε να την ψάξετε στην διεθνή βιβλιογραφία “Electrodeposition”. Για να πραγματοποιήσουμε το παραπάνω πείραμα σε μια επιφάνεια Τιτανίας ή διοξείδιο του τιτανίου (TiO2), φτιάξαμε ένα μείγμα H2SO4 0.5 M-HAucl41mM και με τη χρήση της κυκλικής βολταμμετρίας (CV-Cyclic Voltammetry) αποθέσαμε τα νανοσωματίδια χρυσού(Au-Nps) στην επιφάνεια μας. H διαδικασία αυτή μπορεί να γίνει σε διάφορες επιφάνειες.

Οι ιδιότητες του χρυσού που τον κάνουν ξεχωριστό

Ο χρυσός (Au) πέρα από ένα ακριβό μέταλλο είναι χρήσιμο και στην χημεία λόγω των μοναδικών ιδιοτήτων του. Είναι όλκιμο, δηλαδή επιδέχεται διάφορους τρόπους μορφοποίησης υπό πίεση και έλξη. Είναι ελατό, δηλαδή επιδέχεται διάφορους τρόπους μορφοποίησης υπό πίεση. Επίσης είναι πυκνό, μαλακό κα αστραφτερό μέταλλο. Η πιο βασική του όμως ιδιότητα είναι ότι δεν οξειδώνεται εύκολα, μπορεί όμως να διαβρωθεί από το αποκαλούμενο βασιλικό ύδωρ (ή νιτροϋδροχλωρικό οξύ), που είναι μείγμα πυκνού υδροχλωρικού οξέος (HCl) και πυκνού νιτρικού οξέος (HNO3), σε αναλογία μίξης 3:1. Το συγκεκριμένο μείγμα ονομάστηκε «βασιλικό ύδωρ» ακριβώς επειδή μπορεί να διαβρώσει και το χρυσό, το «βασιλιά των μετάλλων», δηλαδή το κατ’ εξοχήν «ευγενές» μέταλλο.

Με την επίδραση του βασιλικού ύδατος στο χρυσό παράγεται διαλυτό στο νερό τετραχλωροχρυσικό ιόν ([AuCl]-), όπου έχουμε χρησιμοποιήσει στο πείραμα Ο χρυσός διαλύεται, επίσης, σε αλκαλικά διαλύματα ανιόντων κυανίου (CN-), ιδιότητα που αξιοποιείται συνήθως ευρύτατα κατά την εξόρυξη του μετάλλου από τα κοιτάσματά του. Ακόμη, ο χρυσός διαλύεται (ακόμη) σε υδράργυρο (Hg), με τον οποίο σχηματίζει αμαλγάματα. Πάντως, ο χρυσός είναι αδιάλυτος στο νιτρικό οξύ, που όμως διαλύει τον άργυρο (Ag) και τα υπόλοιπα βασικά μέταλλα, μια ιδιότητα που χρησιμοποιείται για να επιβεβαιωθεί η παρουσία χρυσού σε αντικείμενα. Η συγκεκριμένη διεργασία ονομάζεται «δοκιμασία οξέος» (acid test).

Ο χρυσός όμως σε ότι αφορά την επιστήμη μας, και αυτό μας δίνει και αρκετό ενδιαφέρον, έχει μεγάλη ηλεκτρική αγωγιμότητα, για αυτό χρησιμοποιείται ευρέως, ιδίως στην ηλεκτροχημεία.Οι εφαρμογές του χρυσού περιλαμβάνουν, μεταξύ άλλων, ηλεκτρικά καλώδια, παραγωγή χρωματιστού γυαλιού, χρυσά ή επιχρυσωμένα σερβίτσια φαγητού και (παλαιότερα) στην κατασκευή CD-ROM και φωτοβολταϊκών. Υπάρχει κάμποση βιβλιογραφία π.χ στο γνωστό scopus ή και σε ένα googlάρισμα όπως λέμε λαϊκά πλέον, με χρυσό στην ηλεκτροχημεία, μπορείτε να βρείτε και μια δική μου εργασία πάνω στον χρυσό, είναι ελεύθερη η συγκεκριμένη.

Η Τιτανία

Η τιτανία είναι ένα ευρέως διαδεδομένο πρόσθετο τροφίμων, που έχει τον κωδικό Ε171, και θεωρείται από έρευνες ως καρκινογόνο, ωστόσο πάνω σε αυτές τις έρευνες, υπάρχει ακόμα αμφισβήτηση ως προς τον άνθρωπο. Πέρα από την χρήση της σε τρόφιμα και ιδίως στην αρτοζαχαροπλαστική, χρησιμοποιείται και στις οδοντόκρεμες, στα καλλυντικά και στα αντιηλιακά. Σε ότι αφορά τα τρόφιμα, συνήθως χρησιμοποιείται σε γλυκά, σοκολάτες, ψωμιά και αρτοσκευάσματα, και κάποιες φορές σε μπισκότα και τσίχλες. Είναι συνηθισμένη η χρήση του προκειμένου να δώσει λεύκανση και λάμψη σε αυτά τα προϊόντα.

Ο ΕΦΕΤ και ο αντίστοιχος Ευρωπαϊκός φορέας (EFSA) σε ανακοίνωσή του θεωρεί ότι τα επιστημονικά δεδομένα πάνω στο θέμα έχουν κάποια επιστημονική αβεβαιότητα. Ο κύριος λόγος που συμβαίνει αυτό είναι το γεγονός πως οι περισσότερες έρευνες είναι πάνω σε αρουραίους, σύνηθης επιστημονική πρακτική, και όχι σε ανθρώπους. Το διοξείδιο του τιτανίου είναι σε μορφή σκόνης, που συνήθως με διάφορες διεργασίες γίνεται πάστα, και έτσι χρησιμοποιείται στην αρτοπαρασκευή.

Το τι ισχύει για αυτό το προϊόν δεν το γνωρίζουμε με βεβαιότητα, ωστόσο είναι ένα υλικό πυο χρησιμοποιείται ευρέως στην επιστημονική έρευνα και στην ηλεκτροχημεία. Ο λόγος χρήσης του έγκειται και στο γεγονός ότι επρόκειται για ένα φθηνό υλικό, αλλά και στο γεγονός πως έχει ημιαγώγιμες ιδιότητες. Σε κάποιο άρθρο στη συνέχεια θα εξηγήσουμε γιατί η ιδιότητα της ημιαγωγιμότητας είναι χρήσιμη για την ηλεκτροχημεία

Σχολιάστε Ελεύθερα