CHIMICA sperimentale

Riflessioni di galvanotecnica spicciola

[Galvanotecnica è intesa come il modo di ricoprire elettroliticamente un metallo con un altro]

Qualche tempo fa chiacchieravo con un giovane amico di galvanotecnica spicciola, e spero di averlo convinto della totale inutilità di dover possedere un alimentatore stabilizzato e regolabile in tensione per questi esperimenti domestici.
Questo perchè la primissima cosa a cui uno pensa accingendosi all'elettrolisi è: a che TENSIONE alimento la cella?
Tensione, tensione... sempre tensione!
Quando si parla di elettricità siamo abituati a sentir parlare solo di questa grandezza: nelle prese di casa ci sono 230 VOLT, la batteria dell'auto è 12 VOLT, le pile del supermercato hanno un VOLT e mezzo, l'alimentatore del PC è 19 VOLT, nella presa USB ci sono 5 VOLT, eccetera.
I Volt (cioè la Tensione) non significano nulla se non sono accompagnati dall'altra grandezza fondamentale, gli AMPERE (cioè la Corrente).
La corrente è ben più importante della tensione e pure è così misconosciuta dai non addetti ai lavori.
La corrente rappresenta proprio il flusso di elettroni che attraversano un apparecchio alimentato... a corrente, appunto!
La parola "corrente" richiama alla mente proprio uno scorrimento di qualcosa, come l'acqua di un fiume.
E' questo flusso di elettroni che fa il lavoro, non la tensione (che è quella che li spinge a muoversi, come la pendenza dell'alveo del fiume).

Tante volte abbiamo sentito: -il Tizio è rimasto folgorato "dall'alta tensione"-
Nossignori, il Tizio non è affatto rimasto folgorato dall'alta tensione, è rimasto folgorato perchè una ALTA CORRENTE ha attraversato il suo corpo.
(Per gli ascoltatori/lettori di cronaca nera o per lo sfortunato Tizio non è che questo concetto gli cambi molto la ex vita, ma vogliamo essere rigorosi per un momento?)
Altrimenti anch'io sarei rimasto folgorato mille volte con le mie macchine elettrostatiche di Wimshurst e Van der Graaf (che si vedono all'inizio di questo blog), le quali producono una tensione ben oltre i 100.000 Volt... ma con una CORRENTE minima!
Ecco quindi che la morale (semplificata) di tutto il discorso è: in elettrotecnica, quella che in definitiva conta più di tutto è la corrente, non la tensione.

In galvanotecnica infatti non si parla quasi mai di tensione, ma sempre, quasi ossessivamente, di Ampere per decimetro quadrato, ovvero della Densità di corrente sull'anodo e sul catodo.
La corrente che attraversa una cella elettrolitica è data principalmente dalla legge di Ohm, A=V/R dove A sono gli Ampere che l'attraversano, V è la tensione dell'alimentatore e R è la resistenza interna della cella, che dipende dalla costituzione chimico/fisica della stessa e dalla superficie degli elettrodi.
Ecco che anche avendo un alimentatore a tensione fissa (parliamo di corrente continua naturalmente), basta una semplice resistenza variabile in serie alla cella per regolare la densità di corrente voluta.

La tensione sugli elettrodi della cella si stabilirà automaticamente in funzione della somma delle due resistenze (interna ed esterna) e non diventa più un dato di cui preoccuparsi.
Naturalmente si può raggiungere la corretta densità di corrente anche usando un bellissimo alimentatore regolabile in tensione, ma esso è estremamente complicato se lo si paragona ad una semplice resistenza in serie!
In ambito home-lab, non ha quindi alcun senso affermare che è fuori logica usare un antidiluviano reostato perchè siamo nell'era dei microprocessori!

Lo schema di un alimentatore proprio minimo, a soli 4 (quattro!) componenti, che permette di eseguire tutti nostri esperimenti di galvanotecnica che la fantasia ci ispira senza ricorrere a transistor, integrati, dissipatori, condensatori, e tutto il resto è il seguente:

L'unico componente di difficile reperibilità è il potenziometro P da 25 ohm 25 watt, ma la difficoltà può essere facilmente aggirata con una serie di resistenze fisse inseribili con un semplicissimo commutatore.
Non serve nemmeno livellare l'uscita con un condensatore, basta la corrente pulsante a 100 herzt in uscita dal ponte di Graetz.
E come si vede non c'è il voltmetro, ma l'AMPEROMETRO!
Può essere più semplice di così? Credo di no!

La prossima volta, visto che ho parlato di cose galvaniche, proverò a fare una zincatura.
Le ricette di bagni elettrolitici sono innumerevoli, reperibili per esempio sul Turco, sul Villavecchia o sul Bertorelle.
Tutti magnifici libri per i quali siamo grati alla casa Editrice Hoepli per averli (purtroppo solo in altri tempi) pubblicati.
Mi baserò per curiosità sull'ultima opera, il Trattato di Galvanotecnica del chimico-professore-artista Eugenio Bertorelle.