Внимание! Сам я тот способ не опробовал, просто прочитал о нём в какой-то книжке!
Для изготовления хлорного железа нужно взять железные опилки или тонкие пластины и залить их раствором соляной кислоты (HCl).
Опилки оставляются на несколько дней в открытой ёмкости. Через несколько дней раствор позеленеет.
После этого получившийся раствор сливают и черз некоторое время он готов к "работе"!
P.S. 13 июля 2007 года мы получили письмо от уважаемого Владимира Сырова, в котором он написал следующее:
Десятилетиями уже кочует по радиолюбительской литературе байка о возможности изготовления хлорного железа в домашних условиях. Вот и на этом сайте есть такое (см. выше).
Неизвестный автор честно говорит "сам я этот способ не пробовал". Но, по-видимому, не пробовал этот способ НИКТО из тех, кто когда-либо об этом писал!!! А Ваш покорный слуга пробовал в 90-х годах, и результаты такие, что лучше даже и не пытаться делать это.
Железо может быть как трех, так и двухвалентным. При соединении с хлором получаются две формулы - "феррум хлор два" и "феррум хлор три". Первое - кристаллы зеленого цвета, второе - желто-коричневого. Для травления медных печатных плат пригоден только хлорид трехвалентного железа, "феррум хлор два" не работает - установлено на опыте. Или по крайней мере плохо работает. А при описываемом кустарном способе (залить железные опилки соляной кислотой) по каким-то законам химии получается именно "феррум хлор два". В некоторых более подробных публикациях на данную тему этот факт вроде бы учитывается - пишут что-то типа "если у вас получится зеленоватый
раствор - дайте ему постоять на открытом воздухе, чтобы он стал желтовато-бурым". На опыте проверено - не получается! Стояло и неделями и месяцами... Какая-то незначительная часть двухвалентного железа доокисляется до трехвалентного, но и не более того.
Пробовал нагревать раствор, выпаривать-высушивать и оставлять на воздухе зеленоватые кристаллы.... Доокислять путем пропускания через раствор сначала кислорода, а затем и хлора.... Все бесполезно! Чуть не отравился сам и не отравил окружающих, а практически значимого результата, заметного выхода "феррум хлор три" так и не получил!
Прошу обратить внимание на то, что мы тут имеем дело с ядами! Соляная кислота есть раствор газа "аш-хлор" в воде. Она "газит", то есть "аш-хлор" из нее испаряется. Этот газ, соединяясь с водой на слизистых оболочках органов дыхания (носа, рта, трахеи и бронхов, легких) - превращается в ту же соляную кислоту! Хлор который мне удалось получить в достаточных количествах, вообще конкретный яд. Стоит подумать о том, что здоровье дороже! В настоящее время в любом крупном городе нет проблем купить хлорное железо где-нибудь на радиорынке и не мучаться с его изготовлением. Как оказалось, в промышленности хлорное (не хлористое!) железо получают совсем иным способом - сжиганием железа в атмосфере хлора. Само собой понятно, что этот способ едва ли реализуем в домашних условиях.
Даже при наличии готового хлорного железа советовал бы соблюдать осторожность - травить где-нибудь под воздушной тягой, на балконе, где-нибудь в гараже.... Чтобы поберечь здоровье не только свое, но и ближних домочадцев. Не говоря уже о свинце, который входит в состав оловянно-свинцового припоя. Совсем незначительные количества паров
свинца, попадая в организм, вызывают со временем хроническое отравление, различные болезни, в том числе разрушение зубов.... Не зря на производстве существуют очень строгие инструкции по устройству вытяжной вентиляции. Но дома, в быту, радиолюбители очень часто этим пренебрегают, а зря. На самом деле этого свинца достаточно совсем
немного. Только последствия наступают не сразу... И в хлоридах тоже хорошего мало...
Вот и автор публикации (цитируя кого-то) пишет: "через некоторое время раствор позеленеет". Это будет хлорид двухвалентного железа, а не то, что надо было получить. А насчет того, что "через некоторое время" все же будет готов к работе.... Увы. Если не верите - попробуйте проверить сами! И только тогда можно писать рецепт, когда он
лично проверен на опыте. С чужих слов писать не стоит.
Раствор хлорного железа: на 150 гр. FeCI3 берется 200 мл воды H2О. Время травления 5 - 10 минут.
Хотя хлорное железо и не ядовито (в чистом виде оно применяется в медицине для остановки кровотечения путём наложения на рану ватки с его раствором), но оставляет очень трудноустранимые пятна. В качестве пятновыводителя рекомендуется концентрированный раствор щавелевой кислоты, которым следует обильно смочить тряпку и положить её на пятно на десятки минут. Затем это место промывают водой.
Восстановление хлорного железа
При многократном использовании одного и того же раствора он покрывается темными пятнами, теряет травильные качества. Для восстановления в него необходимо опустить кусочки железа (гвозди, шурупы, опилки). Через несколько дней они покроются антикоррозионным слоем меди и их можно использовать по прямому назначению, а регенерированный раствор следует профильтровать и он готов к дальнейшему использованию.
При отсутствии хлорного железа раствор для травления можно получить в домашних условиях несколькими способами:
В пластмассовую или стеклянную посуду на 1 часть обыкновенной ржавчины по весу следует взять 3 части соляной кислоты. Через несколько дней большая часть ржавчины растворяется и раствор приобретает характерный желто-коричневый цвет. Его аккуратно сливают с лежащего на дне шлама и, при необходимости, фильтруют через ткань, положенную на горло стеклянной банки.
В стеклянную посуду на одну треть заливают раствор HCI и туда же малыми порциями добавляют железный сурик в общем количестве около 1,5 части по объему, весь раствор тщательно перемешивают. Химический процесс идет с выделением газов, поэтому помещение должно иметь вытяжную вентиляцию или хорошо проветриваться. Раствор оставляют на несколько дней на открытом воздухе, по завершению реакции хлорное железо выпадает в осадок, верхний слой сливают, а хлорное железо используют по назначению.
Раствор для травления печатных плат на основе соляной кислоты и перекиси водорода. Для приготовления берется 30% раствор перекиси водорода, соляная кислота плотностью 1,2 и вода, все это перемешивается в стеклянной посуде в соотношении соответственно 2:2:6 частей. Если перекись водорода аптечная 16 -18 %, то соотношение смешиваемых частей соответственно 2:4:4. Время травления таким раствором составляет до 10 минут.
В том случае, когда вместо раствора перекиси водорода имеется перекись водорода в таблетках, рецепт приготовления травящего раствора следующий: в стакане воды Н20 (250 мл) растворяется 5 таблеток перекиси водорода, затем полученный раствор выливают в стеклянную посуду и добавляют 15 мл раствора концентрированной соляной кислоты HCI, все это перемешивают и раствор готов к использованию. Время травления печатных плат таким раствором составляет до 1 часа.
Щелочные травильные растворы (растворяют нелуженую медь, практически не затрагивая луженые дорожки)
1-й состав
Медный купорос CuSO4 …………………………………………170 … 190 г/л
Аммоний сернокислый{NH4)2SO4 …………………………150 … 170 г/л
Аммиак водный 25% раствор NH4ОН ………………… 500 мл/л
2-й состав
Хлорид меди II СuСI2 ………………………………………… 100 … 110 г/л
Хлорид аммония NH4CI ………………………………………… 150 … 170 г/л
Аммиак водный 25%-й NH4OH …………………………… 400 … 500 мл/л
Бикарбонат аммония (МН4)2СO3 ……………………… 20 … 30 г/л
Ну и традиционный самый недефицитный раствор медного купороса и поваренной соли, в расчете на 500 мл:
NaCl - 4 столовых ложки,
CuSO4 - 2 столовых ложки
Время травления - около 8 часов.
Синонимы: Хлорид железа (раствор хлорида железа), железо хлорное.
Описание: Раствор хлорного железа представляет собой едкую нелетучую буро-коричневую жидкость. Продукт соответствует требованиям СТО 00203275-228-2009
Химические характеристики хлорного железа
В зависимости от времени года, температуры воздуха, хлорное железо выпускается 1 либо 2 сорта.
Физические характеристики хлорного железа
Молекулярная масса: 162,21 г/моль
Температура кипения колеблется в диапазоне: 100-106°С.
Значение рН ориентировочно равен от 1 до 2.
При травлении меди в растворе хлорида желез максимальная способность растворения 100 г./1 л. Скорость травления при 50–55°С равна 4,3 – 5 мкм/мин.
Плотности водных растворов хлорида железа представлены на Рис.1:
Область применения хлорного железа
Хлорное железо применяется в таких отраслях промышленности, как: очистные сооружения, водоканалы, металлообработка, химическая, пищевая, пивоваренная, кожевенная, нефтяная и т.д.
Основное применение раствора хлорида железа приходится на очистку промышленных и сточных вод, в качестве первичного коагулянта. Под действием хлорида железа происходит физико-химический процесс укрупнения, слипания мелких частиц (коагуляция), что способствует выпадению из коллоидного раствора хлопьевидного осадка, либо образования геля, который, в дальнейшем, легко удаляется из очищаемых стоков. При очистке хлорным железом, количество нерастворимых примесей в сточных водах уменьшается до 95%, растворимых до 25%.
По сравнению с некоторыми коагулянтами хлорид железа имеет ряд преимуществ, это:
- достаточно высокая скорость осаждения примесей.
- положительное действие на биохимическое разложение осажденных примесей, активного ила.
- более низкая стоимость по сравнению с другими распространенными коагулянтами.
Так же хлорид железа используют:
- в качестве катализатора в процессах органического синтеза.
- для травления металлов (печатных плат, печатных форм)
- как протрава при крашении ткани.
- как добавку для повышения прочности бетона.
Класс опасности хлорного железа
Раствор хлорида железа представляет собой едкую нелетучую, коррозийную жидкость.
Пожаро- и взрывобезопасно.
При попадании на кожные покровы, хлорное железо вызывает раздражение, зуд, сухость кожи, дерматит. При попадании в глаза, вызывает раздражение слизистой оболочки. Кожные покровы или глаза следует немедленно промыть обильным количеством воды, при необходимости обратиться к врачу. При работе, необходимо пользоваться индивидуальными средствами защиты.
Номер ООН 2582
Упаковка, Транспортировка и хранение хлорного железа
Транспортируют любым видом транспорта в соответствии с правилами перевозок опасных грузов, действующими на данном виде транспорта.
Перевозят раствор в стальных гуммированных железнодорожных или автомобильных цистернах, а так же в специальных контейнерах вместимостью до 1000 дм3.
Хлорид железа должен храниться в гуммированных, титановых или полиэтиленовых емкостях.
В холодное время года, хранение продукта производится в закрытых складских помещениях с соблюдением температурного режима.
Гарантийный срок хранения - один год со дня изготовления.
Обязательной сертификации не подлежит.
Весь хром на наших детальках появляется вследствие гальванического хромирования.
Хромирование гальваническое - представляет собой электрохимический метод нанесения металлических покрытий на пластмассу. Суть – наносят три слоя металла: медь + никель + хром. Хром вступает в реакцию и равномерно оседает на поверхности изделия. Данный тип хромирования применяется для эмблем автомобиля, радиаторных решеток, сувенирной продукции и т.д. и т.п.
Как избавитьлся от этого хрома?
Есть вариант активно поработать наждачкой, но очень часто детали ни разу не ровные, с множеством мельких элементов. Шкурить такое - руки отсохнут. Именно поэтому нам поможет химия, котрую мы любии прогуливать в школе!
Самый простой способ – это положить на некоторое время нашу пластиковую деталь в раствор хлорного железа и протравить, как печатную плату.
Хлорное железо
Что такое хлорное железо?
Хлорное железо FeCl3 - средняя соль трёхвалентного железа и соляной кислоты. На вид это химическое сырье представляет собой мягкую кристаллическую массу ржаво-коричневато-черного цвета. Применяется для травления печатных плат в электронной промышленности и приборостроении.
Приготовление .
Раствор хлорного железа принято готовить исходя из пропорции 1 к 3 (1часть железа на 3части воды) по весу.
Раствор следует готовить в термостойкой неметаллической емкости, в которую наливается вода с температурой около 60-80 градусов. Желательно конечно использовать кипяченую воду, но прекрасно справляется с этой задачей и обычная вода из под крана. По науке нужно использовать дистиллированную воду, но на практике никто этим не заморачивается – у нас же не химическая лаборатория!
Хлорное железо необходимо всыпать в воду (!не в коем случае не наоборот!) малыми порциями, непрерывно помешивая раствор. При растворении вода будет нагреваться и будет видна достаточно бурная реакция (бурление, шипение, выделение пара, который крайне не рекомендуется вдыхать). На растворение придется затратить минут 20(тут все зависит от объемов) зато железо растворится полностью и не осядет на дно емкости как и не произойдет вскипания раствора, расплавления тары. Совет один – торопиться не надо!
После растворения необходимо дать отстояться раствору. Через 20 минут можно будет наблюдать оседание гидроксида железа (ржавчина) на дне, который всегда содержится в порошке хлорного железа и который препятствует травлению. Лучше дать раствору
отстояться часов 10-12, чтобы на дно емкости осел всякий мусор, который в хлорном железе часто присутствует. После того, как раствор отстоялся его нужно отфильтровать в чистую емкость, в которой он собственно и будет храниться. Раствор можно
запросто использовать неоднократно, и хранится он сколь угодно долго.
В итоге мы получили чистый, прозрачный, бурый раствор хлорного железа.
Результат травления:
Результат травления
Восстановление раствора
Каждый раз после использования раствор будет терять свою силу и последующее травление будет длиться дольше. Ускорить процесс травления опять же поможет подогрев и помешивание раствора.
Раствор можно восстановить, добавив в него соляной кислоты – часть гидроксида вновь
восстановится до хлорида железа. Но самый простой способ до ужаса банален – кидаем в раствор несколько обыкновенных гвоздей, на них из раствора осядет медь и раствор вновь наберет силу. Но злоупотреблять этим не стоит, особенно когда раствор новый - раствор может деградировать и постепенно сменит цвет с бурого на зеленый.
Есть еще несколько способов восстановления, но при условии того, что раствор нам нужен не в промышленных масштабах, то описывать их не буду.
Заключение
В заключении хочу предупредить: будьте очень осторожны с хлорным железом!
Все работы рекомендую проводить в перчатках – хлорное железо хорошо въедается в руки и плохо смывается мылом, попав на кожу оно может вызвать зуд и раздражение, в плоть до ожогов у людей с чувствительной кожей. При попадании в глаза промойте их большим количеством проточной воды и конечно обратитесь к врачу.
Всем мира!
PS Фото найдены в инете (белорусский BMW клуб, google, yandex)
Этот раствор наиболее распространенный, в его состав обычно входит небольшое количество соляной кислоты. Суммарная химическая формула процесса травления 2FeCl 3 +Cu CuCl 2 +2FeCl 2 .
При изготовлении печатных плат предельная концентрация меди в травильном растворе составляет 50...60 кг/м 3 , затем раствор регенерируют. Концентрация (плотность) раствора хлорного железа также оказывает существенное влияние на качество травления. Удельный вес раствора должен быть 1,36 ... 1,38. Установлено, что в более разбавленных растворах хлорного железа травление происходит быстрее, чем в концентрированных, однако такие растворы очень быстро теряют свою окислительную способность и скорость травления быстро снижается. На практике пригодность раствора для травления часто определяют по цвету и раствор, изменивший окраску от коричневой до темно-зеленой, заменяют свежим.
Для уменьшения подтравливания печатных проводников в раствор хлорного железа вводят мочевину, желатину, диэтилбензол или сульфированное касторовое масло. Скорость травления меди повышается при увеличении температуры раствора и снижается при накоплении меди в нем. Хотя теоретически 10 -3 кг FeCl 3 растворяет 210 -4 кг Си, практически, учитывая вредное влияние накопления меди в растворе на скорость травления, травильный раствор может быть использован, когда содержание меди не выше 60 кг/м 3 . Рекомендуемая температура 308 К. Раствор хлорного железа отличается высокой и равномерной скоростью травления меди. Это обусловлено тем, что хлорное железо равномерно травит как само зерно металла, так и область на границе между зернами, а персульфат аммония растворяет в первую очередь область на границе между зернами, что приводит к неравномерному травлению, давая большую зубчатость края.
Раствор хлорного железа характеризуется меньшим, чем другие травильные растворы, содержанием токсичных веществ. Этот раствор сохраняет достаточную активность даже при сравнительно высоком содержании в нем растворенной меди. Тем не менее растворам хлорного железа присущи многие недостатки. Главное-это невозможность применения его для плат, покрытых сплавом олово-свинец и недопустимость сброса отработанного раствора в канализацию без дополнительной обработки. Кроме того, установлено, что длительное использование раствора приводит к образованию илистого осадка, представляющего собой смесь фильтрующейся меди и окиси железа. Мельчайшие частицы окиси покрывают поверхность тонким, прочным и гладким, как зеркало, слоем, который трудно удалить с платы обычной промывкой. Эти продукты травления часто являются причиной снижения изоляционных свойств. Поэтому многие зарубежные фирмы резко ограничили применение хлорного железа и используют новые растворы.
Как известно, хлорное железо традиционно применяется как в полиграфической промышленности, так и для изготовления печатных плат. Для этого раствора разработано много методов регенерации и утилизации. Технологические трудности реализации этих процессов приводят к тому, что предприятия не всегда получают существенный экономический эффект.
Регенерация травильного раствора на основе хлорного железа может проводиться, например, следующим образом. Сначала удаляется медь (например, контактным выделением на стальных стружках). После этого устанавливается рН до 1,6, вводится окислитель (перекись водорода или другой) для перевода Fe 2+ в Fe 3+ (операцию окисления можно выполнить также барботированием хлора через раствор) и производится корректировка содержания FeC1 3 до трe6yeмoгo количества.
Отечественной промышленностью освоен метод очистки отработанных травильных растворов хлорного железа с утилизацией меди. Отработанные травильные растворы хлорного железа характеризуются высоким содержанием железа (до 150 кг/м 3) и меди (до 50 кг/м 3). Медь из отработанного травильного раствора хлорного железа извлекается методом цементации на вибрирующих стальных пластинах или стальном скрапе. Полученный раствор нейтрализуется известковым молоком или каустической содой и осадок обезвоживается.
На практике отработанный травильный раствор хлорного железа из цеха печатных плат поступает в виброцементатор, где происходит выделение меди на железосодержащей загрузке. Осадок цементной меди направляется на обезвоживание в фильтрующее устройство, а раствор - в нейтрализатор. Суспензия из нейтрализатора насосом перекачивается в центрифугу. Фугат, содержащий менее 5 10" 4 кг/м 3 железа и 1 10 4 кг/м 3 меди, сбрасывается в канализацию, а обезвоженный осадок вывозится для вторичной переработки.
Для увеличения коэффициента использования травильных растворов на основе хлорного железа разработаны способы многократного применения их путем добавления хлористого аммония и пропускания хлора через раствор. В отработанный раствор при перемешивании добавлялся измельченный порошок хлористого аммония, смоченный небольшим количеством дистиллированной воды; раствор нагревался до 323 ... ... 333 К. После этого с помощью барботажа через него пропускали хлор. Проведенные исследования позволили установить оптимальный режим регенерации отработанного раствора хлорного железа: на каждый литр следует добавлять 5,510 -3 кг хлористого аммония и пропускать 0,013 м 3 хлора. Зависимость времени травления от числа регенераций при постоянной плотности загрузки (9,4 дм 2 /л) приведена в табл.7. В результате внедрения 4-кратной регенерации раствора хлорного железа получен высокий экономический эффект.
Разрабатываются также электрохимические методы регенерации растворов хлорного железа. Первые опыты по электрохимической регенерации этих растворов при производстве печатных плат описаны в 1953 г.
Таблица 7
Время травления в зависимости от числа проведенных регенераций.
Сущность электрохимической регенерации заключается в выделении меди на титановом катоде и анодном окислении FeCI 2 до FeCl 3 на графитовом аноде. При катодном процессе наряду с выделением меда протекает нежелательная реакция восстановления Fe 3+ до Fe 2+ . Доля выделенной меди в суммарном катодном процессе значительно возрастает при увеличении содержания меди в растворе. Однако смешанные растворы вида FeCl 3 +CuCI 2 обладают более слабыми травильными свойствами, чем однокомпонентный раствор FeCl 3 . В смешанных растворах взаимодействие CuCl 2 с медью приводит к более ускоренному образованию на поверхности металла пленки труднорастворимой однохлористой меди, затрудняющей дальнейшее травление.
Введение в раствор хлоридов щелочных металлов и аммония, образующих хорошо растворимые комплексы с одновалентной медью и соляной кислотой, значительно улучшает характеристики травильных растворов. Интенсификация процесса травления меди в растворах с такими присадками обусловлена облегчением второй химической стадии окисления меди (удаление с поверхности и последующее окисление первично образующейся пленки однохлористой меди) и повышением степени участия CuCI 2 в травильном процессе. По мере «выработки» смешанного травильного раствора («старения») доля участия Си 2+ в суммарной скорости травления увеличивается. После израсходования 50% FеС1 3 травление меди происходит уже в основном за счет двухлористой меди, первоначально находившейся в растворе и образованной в процессе травления.
|
Компоненты | ||
" Плотность раствора 1,32 .. . 1,34 кг/м 3 .
Эти растворы стоят дороже, так как содержат больше химикалиев, но многократное использование их после регенерации, уменьшение расходов на обезвреживание отработанных растворов, меньшие колебания в скорости травления при использовании непрерывной регенерации - все это позволяет в конечном счете существенно удешевить процесс травления.
