电镀铜及条件实验的探究一、 实验目的和要求1．理解电镀等电化学方法的基本原理；2．了解钢铁表面电镀铜的一般工艺，学习电镀操作；3．理解电镀液的选择和影响镀层质量的因素二、 实验原理在电镀时，将待镀的工件作为阴极，用作镀层的金属作为阳极，两极置于欲镀金属的盐溶液（即电镀液或电解液）中在适当的电压下，阳极上发生氧化反应，金属失去电子而成为阳离子进入溶液中，即阳极溶解（若为不溶性阳极，则一般是溶液中的OH- 失去电子放出O2） ；阴极发生还原反应，金属阳离子在阴极镀件上获得电子析出，沉积成金属镀层一般地，电镀层是靠镀层金属在基体金属上结晶并与基体金属结合形成的电镀液的选择直接影响电镀质量例如，镀铜工艺中，用基本成分为CuSO4和 H2SO4 的酸性镀铜液，往往使镀层粗糙，与基体金属结合不牢本实验采用焦磷酸盐镀铜液，能获得厚度均匀、结晶较细密的镀铜层，而且操作简便，成本较低，污染小这种电镀液的主要成分是CuS阴口 NaPzQ （焦磷酸钠）CuSO在过量Na的溶液中形成配位化合物一一Na[Cu（P2O）2]（焦磷 酸铜钠） ，化学反应方程式为：CuSO+2NaP2Qf Na6[Cu(P 2O) 2] + NaSO该配位化合物中的配离子[Cu（P2O）2]6-比较稳定，稳定常数K稳= 1X109,因此溶液中游离的CL2+浓度很低，阴极上的电极反应为:[Cu(P 2O7) 2] 6- + 2e f Cu+ 2 P 2O74-在具体电镀工艺过程中，镀液的pH温度及搅拌程度、电流密度、极板间距、施镀时间等因素对镀层质量均有一定影响。
三、 操作方法和实验步骤实验步骤注息事项预处理：用砂纸打磨钢片的 正反面，至表面绣层、毛刺除尽， 然后用去离子水洗干净， 挂在电 极挂钩上，放入温度50 c的除油 液中进行除油除油、洗净、吸 干后称量质量m打磨漆包线， 导线，鳄鱼夹等钢片要打磨干净，不要残留 红色的镀层在去油后，不要用 手直接拿钢板的表面线路的各 个接头也要打磨干净，特别是钢 板的打孔处，挂钩的底端，鳄鱼 夹的夹口处等地方，防止电路不 通镀铜：装配仪器，选择是否 加入搅拌器将钢板和铜片挂在 挂钩之上，保证两块板正对平 行，且处在同一高度上，板间距 为2cmi将两块板完全浸入电镀 液中，通电，调节电流粗调旋钮连接电路时，红线（阳极）连铜板，黑线（阴极）连钢板接通电路前，须将电压旋钮调至最大，电流旋钮调至最小调节 电流时，粗调旋钮比较敏感， 必 须缓慢调节至0.06A(0.12A)后马上开始计时，时间为 20min(10min)厚度测定：电镀结束后，将 钢板取出，用去离子水洗净观 察钢板的电镀情况，以及正反两 面的电镀区别吸干后称量质量并测量钢板的长a和宽bo 利用这些数据计算镀层的厚度电镀结束后先断电源，取下 钢板后可观察钢板止对铜板那 面与背对铜板那面的镀层情况。
在称量之前要先洗净吸干，因为 数据变化本来就很小，一定要注 意细节，减小相对误差四、 数据记录与处理五、实验结果分析 先分析是否搅拌这个自变量，在 20min情况下，是否搅拌对镀层厚度的影响不大估计是长时间电镀后，镀层覆盖到一定程度，不再覆盖，从镀层均匀度来看，搅拌的镀层更均匀10min的情况下，不搅拌的镀层厚度搅拌的镀层更厚，估计是4号钢片表面积更大，易于镀铜的关系4组数据也说明了搅拌对镀层厚度影响不大，但是从镀层观察结果来看，搅拌后的镀层更均匀光亮再来看时间这个自变量，4组实验总库伦量相等，20min的镀层厚度明显比10min的大,电流/A时间/min是否搅拌钢板长/cm钢板宽/cm钢板质量m/g钢板质量m/g表面积_ 2S/cm镀层厚度h/cm0.0620是5.913.9550.8950.9246.77.19X1O050.0620否5.873.9751.0451.0746.67.20X1O050.1210是6.003.9050.2250.2446.84.78X1O050.1210否6.004.0553.0753.1048.66.90X1O05而 且 镀 层 也 更 均 匀以 上果说明，长时间、低电流、搅拌都有利于提高电镀效果。
K、 心得顾佳辉：通过这次试验，我理解了电镀等电化学方法的基本原理，了解了钢铁表面电镀铜的一般工艺，学习电镀操作，明白了电镀液的选择和影响镀层质量的因素准备阶段方面， 对碳钢片的预处理很重要， 用砂纸打磨钢片的正反面， 至表面绣层、毛刺除尽，然后用去离子水洗干净，这几步我们做的很仔细在板间距的控制上，我们在搅拌过程中很难保持每个部位都是相距2cm， 只能保证中线相距2cm 另外镀层结束后对镀层观察方面，对于均匀度这样的特性，我们只能通过肉眼观察，难免有较大误差，最好可以用专门的仪器来判定此实验通过控制变量的方法，研究单一变量对电镀效果的影响在实验过程中，我认为有两点需要改进的地方其一是该实验作为分析实验，需要数据的精确性，但是因为本实验中质量差最大为 0.04g ，只精确到 0.01g 的数据不足以显示出其变量改变后对镀层厚度的影响，应该使用更高精度的测重仪器同时镀铜过程实际镀层覆盖六个表面积，但是计算过程只考虑了两个，也会造成误差其二是四次实验分两组由不同的操作者在不同的仪器上完成，尽管电镀液混合过，但是仪器本身有所差别，操作者也有差别，会导致实验数据不准综上，本次试验结论有待考究，结合以上两点改进后实验数据会更加精确。
万舜：这次“电镀铜及条件实验的探究”实验实验的原理我们在化学课程中早已学习过，但是在实际的电镀工业中，考虑到镀层的光滑程度以及牢固度，所以我们选用的不是基本成分为CuSO第口 H2SO4的酸性镀铜液，而是焦磷酸盐镀铜液，这样能获得厚度均匀、结晶较细密的镀铜层在实验操作方面，预处理阶段非常关键，直接关乎到整个实验的成功与否所以打磨，清洗，去油等处理都需要很细心的去做由于我们是要探讨不同条件下电镀的效果差异，所以我们需要与另一个小组保持其余条件的一致，所以电镀液需要实现进行混合平分在电镀过程中，由于需要将钢板和铜片完全浸没在电镀液中，所以我们无法观察到电镀过程中的每一个变化而且我们的比较的变量中有一个是是否搅拌，所以为了让数据更我说服力，我们最好是和另一个组同步搅拌速率最后称重，计算镀层厚度时，我们所做的两个数据结果非常接近，而另一组的结果相差则比较大我觉的最终的原因应该是空气天平的灵敏度不够，达不到实验的精度要求，这一点在我们称量镀铜后的钢板质量时就可以发现了，两次质量差仅有0.02g 或 0.03g ，质量产生的误差可能就达到了50%再就是我们计算钢板表面积时，只计算了上下两个表面，没有加上侧面积，也没有减去打孔的面积，但是表面积引起的相对误差较小。
最后观察镀层时，虽然正反两面差距都不大，但是仍可以观察到，搅拌过的那组两面的镀层均匀程度更接近这个实验不但让我直接了解并操作了电镀铜的工序，也让我重温了电路的连接，更重要的是可以探究不同条件下对镀层质量的影响。