10 verschiedene Ätzlösungen für Kupferplatinen

Gast
As Mittel der Wahl nennt sich cucl. das verbraucht sich niht, das 
vermehrt sich sogar. wenn der Ansatz mal da ist muss nur ab und zu der 
ph Wert mit salzsäure aus dem baumarkt ausgeglichen werden. es ist klar, 
Grün und auch kalt sehr schnell. schäumt nicht und billig. zum entsorgen 
den wertvollen Ansatz abfüllen und an befreundete platinenbastler 
verschenken. Basiert auf dem Tetrachlorokupferion.

Flip
Gast
> Du hast nicht zufällig ein Fläschchen davon über

Du meinst, das muss wirken, so wirres Zeug wie er hier erzählt ?

cupric chloride ist nichts anderes als die englische
Bezeichnung für Salzsäure/Wasserstoffperoxid-Ätzlösung,
die für Hobbybastler so wenig Sinn macht,
weil sie sogar schon Leiterplattenfabriken
das Dach weggesprengt hat. Es reicht schon
ein wenig passender Dreck in den Ätzschalen.
Ist es doch.

Das H2O2 ist "nur" ein Oxidator, der die Kupferoberfläche zu Kupferoxid 
oxidiert, und dieses Kupferoxid reagiert mit der Salzsäure zu löslichem 
Kupferchlorid, was der Brühe auch ihre schone grüne Farbe gibt.

1.  Cu + H2O2 = CuO + H2O
2.  CuO + 2HCl --> H2O + CuCl2

Ist in Chemie so etwa auf dem Level der 8. Klasse.

Und so ganz sauber wie im Schulbuch läuft die Reaktion nicht ab, da es 
zwei verschiedene stabile Kupferchloride gibt. Die unerwünschte 
Variante:

2. 2 CuO + 2 HCl = 2 CuCl + H2

Dabei entsteht Wasserstoff, und der kann mit dem Luftsauerstoff oder vom 
H2O2 abgespaltenem Sauerstoff in ungünstiger Kombination ein zündfähiges 
Gemisch bilden.

Wenn man's als Hobbyätzer im Freien auf dem Balkon verwendet, dürfte das 
Haus aber wohl unversehrt stehenbleiben. Trotzdem ist sauberes Arbeiten 
beim Umgang mit Chemikalien generell wichtig. Schlecht zu lagern ist das 
Zeug auch, weil's ausgast uns Metalle in der Umgebung korrodiert...
Gast
Hi,

Matthias L. schrieb:
> Ist es doch.
>
> Das H2O2 ist "nur" ein Oxidator, der die Kupferoberfläche zu Kupferoxid
> oxidiert, und dieses Kupferoxid reagiert mit der Salzsäure zu löslichem
> Kupferchlorid, was der Brühe auch ihre schone grüne Farbe gibt.
>
> 1.  Cu + H2O2 = CuO + H2O
> 2.  CuO + 2HCl --> H2O + CuCl2
>
> Ist in Chemie so etwa auf dem Level der 8. Klasse.

Das ist aber nur die Anschubreaktion.

Cu + CuCl2 -> 2CuCl
geaetzt wird mit dem Cu(II)Cl aka CuCl2, welches sich "verbraucht" CuCl


Ich mach besser einen Screenshot.
(Die Tex-Grafik hier ist so schlecht lesbar.)


>
> Und so ganz sauber wie im Schulbuch läuft die Reaktion nicht ab, da es


(Anmerkung, nur zufaellige Namensuebereinstimmung mit Vorposter)
Gast
> nein, ist es nicht. cupric chloride -> CuCl2

Etwas Intelligenz hatte ich schon vorausgesetzt,
you are heavy on the woodway heisst im englischen
ja auch anders.

> Nö, die CuCl Ätzung ist komplett anders.

Anders als was ?
HCl+H2O2 ätzt durch CuCl2, so ist nun mal deren
Wirkungsprinzip.
Gast
Entladet euch mal ein bisschen.



Encyclopedia Britannica

Cupric chloride, CuCl2, can be prepared by dissolving cupric oxide in 
hydrochloric acid.


Und das "cupric oxide" aka Kupfer(II)chlorid
laesst sich auch leicht aus Kupfer(II)oxid und Salzsäure machen.


Ohne das H2O2/Cu/HCl pi mal Daumen rumhantieren wie es die meisten 
machen.


Menge des H2O2 und HCl zum regeneieren kann man dann ja berechnen anhand 
der geloesten Kupfermenge, und die bringt man in Abwesenheit von Cu ein.
Gast
tobix schrieb:
> Entladet euch mal ein bisschen.
>
>
>
> Encyclopedia Britannica
>
> Cupric chloride, CuCl2, can be prepared by dissolving cupric oxide in
> hydrochloric acid.
>
>


Vertippt noch mal.

Und das "Cupric chloride" aka Kupfer(II)chlorid

> laesst sich auch leicht aus Kupfer(II)oxid und Salzsäure machen.
>
>
> Ohne das H2O2/Cu/HCl pi mal Daumen rumhantieren wie es die meisten
> machen.
>
>
> Menge des H2O2 und HCl zum regeneieren kann man dann ja berechnen anhand
> der geloesten Kupfermenge, und die bringt man in Abwesenheit von Cu ein.
@Visitor:
Soso. Die Version, bei der CuCl2 'rauskommt, hatten wir ein paar Zeilen 
höher. Und nun machst Du das bitte mal für die andere stabile Version 
des Kupferchlorids, CuCl.

Zum Thema "Da steht nix von H2O2": Schau auch mal den von Tobix 
geposteten Screenshot an, bei schon benutzter Ätzlösung dienen H2O2 und 
HCl der Regeneration des Kupferchlorids.

@Tobix + Mos6502:
Vielen Dank für die Verbesserung!
Ihr habt Recht, die Anschubreaktion ist auch deutlich träger als die 
Reaktion der Lösung, bei der schon Kupferchlorid vorliegt.

In der Natur gibt's sehr selten ein reines entweder-oder. Was soll die 
in der Lösung vorliegenden Reagenzien eigentlich daran hindern, neben 
der eigentlichen Kupferchlorid-Reaktion parallel auch ein wenig die 
Anschubreaktion, die Regeneration und die unerwünschte Reaktion mit 
Wasserstoffbildung ablaufen zu lassen?
Gast
Matthias L. schrieb:

> In der Natur gibt's sehr selten ein reines entweder-oder. Was soll die
> in der Lösung vorliegenden Reagenzien eigentlich daran hindern, neben
> der eigentlichen Kupferchlorid-Reaktion parallel auch ein wenig die
> Anschubreaktion, die Regeneration und die unerwünschte Reaktion mit
> Wasserstoffbildung ablaufen zu lassen?

Nichts. Aber man muss ja z.b. nicht zwingend nach einem Neuansatz gleich 
mit einer Platine beginnen, stueck altkupfer versenken und warten bis 
sich nichts mehr tut. Dem Kupfer(I)clorid dann H2O2 : HCl 1:2 
(Massenverhaeltnis) zufuegen, schon hat man definierte Verhaeltnisse.
Gast
Nachtrag: wenn du die Gleichung deiner H2-Freisetzung genauer ansiehst 
und die Atome zählst, wirst du feststellen, daß auf der rechten Seite 
ein "O" fehlt.

>2 CuO + 2 HCl = 2 CuCl + H2
Gast
Dieses Ätzen mit HCL und Kupferchlorid...offenbar kann das Kupfer selbst 
nicht regeneriert werden? Kann es sein, daß man mit der Zeit immer mehr 
Brühe ansammelt? Wäre ja ggf. wie bei HCL+H2O2...
Uuups, wo ist das denn hin? Stimmt, da war ich wohl blind. Irgendwo 
hatte ich die Erklärung mal gefunden und mir gemerkt - falsch ist sie 
trotzdem, einverstanden. Also nochmal alles doppelt und dann kommt 
noch'n O2 dabei 'raus - aber ob die Natur das macht, was sich so 
zusammenphantasieren lässt, na, wer weiß.

Zu deiner Formel oben - nee, nicht zufrieden. Mit Cu2O falsches 
Ausgangsmaterial, ich war bei CuO...

@tobix:
"Aber man muss ja z.b. nicht zwingend nach einem Neuansatz gleich
mit einer Platine beginnen, stueck altkupfer versenken und warten bis
sich nichts mehr tut. Dem Kupfer(I)clorid dann H2O2 : HCl 1:2
(Massenverhaeltnis) zufuegen, schon hat man definierte Verhaeltnisse."

Ja, so macht man das ja auch  - nur muss man für wirklich definierte 
Verhältnisse dann auch Reagenzien mit definierter Konzentration haben. 
Wenn de Salzsäure aus dem Baumarkt stammt (da steht dann nur "<24%" 
dran, wie stark die wirklich ist, weiß niemand) und die Peroxid-Flasche 
schon ein Jährchen herumsteht, was bei Bastlern ja nicht ungewöhnlich 
ist, dann gibt's eben nur näherungsweise stabile Verhältnisse. Ätzen tut 
das Zeug trotzdem.

Frage an die Spezialisten: Was gast denn eurer Meinung aus der Ätzlösung 
aus? Sowohl beim Ätzen mit erwärmter Lösung entstehen Bläschen als auch 
beim 'Rumstehen, dann allerdings weeesentlich langsamer.
Matthias L. schrieb:
> Was gast denn eurer Meinung aus der Ätzlösung
> aus?

Bin zwar kein Chemie-Spezi, gehe aber davon aus, dass das H2O2 zerfällt 
und Sauerstoff ausgast. Deshalb enthält der Deckel meines 
Vorratsbehälters (1 Liter Kartoffelsalat-Eimerchen) auch ein Lich von 1 
mm Durchmesser in der Mitte. Korrodieren tut da aber nix, was da in der 
Nähe herumsteht.

> Sowohl beim Ätzen mit erwärmter Lösung

Warum sollte man das Zeugs erwärmen? Das ätzt kalt genausogut. Es ist ja 
gerade der Sinn der Sache, dass man damit ohne Erwärmung ätzen kann.

> entstehen Bläschen als auch
> beim 'Rumstehen, dann allerdings weeesentlich langsamer.

Das halte ich für Sauerstoff durch zerfallendes H2O2.

...
Gast
Matthias L. schrieb:

> Ihr habt Recht, die Anschubreaktion ist auch deutlich träger als die
> Reaktion der Lösung, bei der schon Kupferchlorid vorliegt.


Nein eigentlich nicht.

Beim spaeteren aetzen mit CuCl2/Cu(II)Cl ist kein H2O2 mehr in 
nennenswerter Menge vorhanden, das ist dann aufgebraucht. Das H2O2 nimmt 
Protonen des Hydronium-Ion H3O+ der Salzsaure auf. Mit dem Kupfer selbst 
reagiert es eigentlich nicht, es findet eine Ladungsuebertragung 
(Oxidation) statt.

Die Waerme kommt vom sich in H2O aufspaltenden H2O2.

Bei niedriger konzentration, wenn man sich ans Rezept haelt ist das 
relat. unproblematisch.


Erster Schritt,
-------------------------------------------


(Bitte ggf. korrigieren!)



Bin kein Chemiker, moechte ldgl. ein Verstaendniss fuer die Ablaeufe 
entwickeln.
Gast
MaWin schrieb:
> Salzsäure/Wasserstoffperoxid-Ätzlösung,
> die für Hobbybastler so wenig Sinn macht,
> weil sie sogar schon Leiterplattenfabriken
> das Dach weggesprengt hat.

Bitte Nachweis: wann ist das welcher Firma passiert? Das interessiert 
mich, da wir seit 40 Jahren Leiterplatten produzieren und ich eigentlich 
die meisten Firmen kenne. Ausser Greule wüsste ich aber keinen grösseren 
Unfall.

Das Ätzmittel haben wir übrigens auch zeitweise eingesetzt, durchaus 
ohne in die Luft zu fliegen.

Gruss Reinhard
Gast
War eine Fabrik in den USA, der Fall war bei GreenCir beschreiben, die 
sich sehr mit dem cupric Chloride Ätzvorgang, Parameterüberwachung und 
Rekykling auseinandersetzten, aber GreenCir scheint pleite zu sein, die 
WebSite gibt's wohl nicht mehr.
Gast
Hannes Lux schrieb:
> Warum sollte man das Zeugs erwärmen? Das ätzt kalt genausogut. Es ist ja
> gerade der Sinn der Sache, dass man damit ohne Erwärmung ätzen kann.

Ja,das ätzt auch kalt schon, aber leicht erwärmt ätzt es (bei mir) noch 
besser. Kürzere Ätzzeiten verbinde ich mit der Erwartung geringerer 
Unterätzung, ob das immer zutrifft, weiß ich aber auch nicht.
Gast
Limbachnet schrieb:
> Kürzere Ätzzeiten verbinde ich mit der Erwartung geringerer
>
> Unterätzung, ob das immer zutrifft, weiß ich aber auch nicht.

Ein weit verbreiteter Mythos. Theoretisch kann man auch eine sehr 
schwache Ätzlösung nutzen, und wochenlang ätzen. Es gibt keinen Anlass 
für das Ätzmittel, die unbeschichteten Stellen nicht wieter anzuätzen, 
und stattdessen unter das Resist zu kriechen...

Viel schlimmer sind Ungleichmäßigkeiten, z.B., wenn man die Platine nur 
ins Ätzbad legt. Dann ätzen die Ränder der Platine viel schneller als 
die Mitte, und es kommt zu Unterätzungen, ob nun kalt oder warm...
Gast
Limbachnet schrieb:
> Kürzere Ätzzeiten verbinde ich mit der Erwartung geringerer
> Unterätzung, ob das immer zutrifft, weiß ich aber auch nicht.

In erster Näherung ist ein Ätzprozess isotrop, es wird in jeder Richtung 
gleich schnell geätzt, also auch unterätzt. Ändern lässt sich das nur 
mechanisch, z.B. Sprühätzen, und durch chemische Zusätze zum 
Flankenschutz, die aber auch nur beim Sprühätzen wirken.

Scheinbar andere Erfahrungen könnten darauf beruhen, dass ein 
ausgelaugtes Ätzmittel sehr ungleichmässig ätzt, dann hat man da auf der 
Platine wos schneller ging eben auch grössere Unterätzungen.

Gruss Reinhard

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