Ciekawe skąd wzięła się odwieczna popularność tego specyfiku, i dlaczego nikt nie próbował znaleźć czegoś lepszego a równie prostego za to nieporównanie tańszego i... całkowicie przyjaznego dla środowiska.
Od początku używam do trawienia chlorku miedziowego CuCl2. Pierwsza jego porcja powstała jako produkt uboczny pierwszego trawienia w rozcieńczonym kwasie solnym z niewielkim dodatkiem perhydrolu (można też użyć aptecznej wody utlenionej 3%):
1). Cu + 2HCl + H2O2 -> CuCl2 + 2H2O
Dodatek nadtlenku wodoru jest konieczny, bowiem miedź jako metal półszlachetny nie jest w stanie wyprzeć wodoru z czystego kwasu solnego.
Gdy jednak w roztworze znajdzie się CuCl2 (roztwór przybiera wówczas niebieskie lub zielone zabarwienie, w zależności od stężenia i zawartości pozostałego kwasu) dalsze trawienie przebiega także w nieobecności H202:
2). Cu + CuCl2 -> 2CuCl
Powstający CuCl czyli chlorek miedziawy jest wprawdzie nierozpuszczalny w czystej wodzie, ale w obecności nadmiaru chlorku miedziowego przechodzi do roztworu tworząc kompleks o niemal czarnym zabarwieniu.
Teraz do głosu dochodzi tlen z powietrza z którym kontaktuje się powierzchnia roztworu. W obecności kwasu solnego utlenia on zawarty w kompleksie chlorek miedziawy do chlorku miedziowego:
3). 4CuCl + 4HCl + O2 -> 4CuCl2 + 2H20
Reakcje 2). i 3). dają się podsumować w jednym zapisie:
4). 2Cu + 4HCl + 02 -> 2CuCl2 + 2H2O
Jest to zatem podręcznikowy przykład reakcji autokatalitycznej, gdzie CuCl2, produkt wypadkowej reakcji 4). odgrywa istotną rolę w pośredniej reakcji 2). umożliwiając tym samym reakcję miedzi z kwasem solnym, która w całkowitej nieobecności jonów miedzi nie zachodzi.
Trawienie w CuCl2 przebiega wprawdzie wolniej niż w FeCl3, ale za to precyzyjniej, i pod obydwoma tymi względami zbliżone jest do trawienia w nadsiarczanie amonu. W koliberkowych czasach metodę trawienia w CuCl2 stosował Toral, o czym wyczytałem w Młodym Techniku. Co jednak można zrobić z powstającym podczas trawienia roztworem chlorku miedzi, gdy zbierze się już jego nadmiar (bowiem w przeciwieństwie do FeCl3 nie zużywa się on, przeciwnie stale go przybywa, kosztem dodawanego do roztworu niewielkimi porcjami kwasu solnego) - musiałem już wymyśleć i wypraktykować samodzielnie, MT o tym nie napisał. Nawet w dziale "Chemia na co dzień" gdzie podstawowym odczynnikiem jakim traktowano miedź był kwas azotowy, ostrzegając przed wydzielającymi się wówczas toksycznymi tlenkami azotu.
Gdy zaprzestanie się dodawania kwasu - trawienie miedzi będzie przebiegało dalej, zgodnie z rekacją 2). Odmiennie będzie natomiast przebiegała reakcja 3).:
5). 4CuCl + O2 -> 2Cu2OCl2 = CuO.CuCl2
Powstający w tej reakcji tlenochlorek miedzi (stanowiący w istocie mieszaninę produktów różniących się zawartością CuO oraz CuCl2) jest bladozielonym, nierozpuszczalnym w wodzie proszkiem. Znają go sadownicy pod nazwą miedzianu, sporządzając go częstokroć samodzielnie poprzez zmieszanie roztworu siarczanu miedzi i soli kuchennej z wapnem gaszonym. Stosowany do oprysków przeciw grzybom niszczącym owoce i liście drzew dostaje się do gleby, gdzie miedź służy następnie jako mikronawóz.
Gdy zatem podczas trawienia kolejnej płytki roztwór zmętnieje a następnie wytrąci się białawy osad - będzie to świadczyło o wyczerpaniu się kwasu w roztworze. Podobnie zachowuje się zużyty roztwór FeCl3 który wprawdzie nadal trawi ale wyraźnie wolniej, za to płytka pokrywa się rdzawym nalotem zawierającym w tym przypadku głównie tlenki i tlenochlorki żelaza. Dodatek kwasu solnego przywróci roztworowi klarowność, i rozpuści osad na płytce, ale znów przybędzie w roztworze chlorku miedzi, którego mamy przecież w nadmiarze.
Kluczem do rozwiązania problemu była myśl: a co się stanie gdy zamiast kwasu solnego dodać wówczas kwasu siarkowego? Tak się szczęśliwie złożyło że rozpuszczalność siarczanu miedziowego jest wyraźnie gorsza, niż chlorku miedziowego. Początkowo zatem osad tlenochlorku miedzi rozpuści się całkowicie w kwasie siarkowym:
6. CuO.CuCl2 + H2SO4 - CuSO4 + CuCl2
Bez zakłóceń będzie przebiegać także reakcja trawienia miedzi w obecności nadmiaru kwasów, kiedy to osad nie wydziela się wcale. Najpierw przebiegnie znana już reakcja:
2). Cu + CuCl2 -> 2CuCl
Odmienny będzie natomiast niż w reakcji 3). proces utleniania się powstałego chlorku miedziawego:
7). 4CuCl + O2 + 2H2SO4 -> 2CuCl2 + 2CuSO4 + H2O
Co składa się na sumaryczną reakcję
8.). 2Cu + H2SO4 + O2 -> 2CuSO4 + H2O
W tej ostatniej reakcji CuCl2 pozornie nie bierze udziału, podobnie jak i nie wydaje się potrzebny do przeprowadzenia reakcji 4). ale i tu przy jego braku reakcja miedzi z kwasem siarkowym nie zajdzie (chyba że ze stężonym i na gorąco, kiedy to część kwasu siarkowego utlenia miedź redukując się do SO2)
Ostateczne więc dodając do roztworu chlorku miedzi kwas siarkowy (może być to łatwy do nabycia kwas akumulatorowy, stężony jest wręcz niepożądany ze względów bezpieczeństwa) sprawiamy że zawartość chlorku miedzi w roztworze nie zmienia się w czasie trawienia, przybywa za to siarczanu miedzi, który w końcu zaczyna krystalizować. Wówczas należy lekko podgrzać roztwór (aby cofnąć krystalizację i tym samym umożliwić niezakłócone dokończenie procesu trawienia, można też w tym samym celu dodać nieco czystej wody), a po zakończeniu trawienia oziębić roztwór w lodówce lub nawet nocą na balkonie, dzięki czemu znaczna część nagromadzonego w roztworze siarczanu miedzi zbierze się na dnie w postaci pięknych niebieskich kryształów. Związek ten można oczyścić przez ponowną krystalizację (a pokrystalizacyjny roztwór, o znacznej zawartości CuCl2 połączyć z roztworem używanym do trawienia), z siarczanem miedzi zaś robić różne ciekawe rzeczy. Można zabawiać się w hodowlę ozdobnych kryształów (te naturalnego pochodzenia znane są wśród amatorów kamieni ozdobnych pod nazwą chalkantytu czyli "kwiatu miedzi" za to te sztucznie hodowane są od nich z reguły jeszcze piękniejsze), po wyprażeniu do stanu białego proszku użyć w roli środka osuszającego wielokrotnego użycia, wreszcie gdyby zrobiło się go naprawdę o wiele za dużo - można w drodze elektrolizy odzyskać metaliczną miedź i spieniężyć na złomie, pozostały zaś po elektrolizie roztwór zawierający rozcieńczony kwas siarkowy silnie zanieczyszczony miedzią do akumulatorów rzecz jasna nie będzie się nadawał, ale do regeneracji roztworu trawiącego - jak najbardziej. W uzupełnieniu dodam jeszcze że mimo iż pozornie chlorku miedzi nie ubywa w procesie trawienia, to jednak uzupełnianie strat (powstających np. przez powolne ulatnianie się HCl z roztworu) poprzez dodawanie drobnych porcji kwasu solnego, obok znacznie większych porcji kwasu siarkowego jest w praktyce konieczne. Straty zaś wody w procesie parowania należy uzupełniać oczywiście wodą demineralizowaną a nie kranówą, dla zapobieżenia kumulowania się w roztworze zanieczyszczeń takich jak sód, potas, magnez, wapń czy żelazo.
Cała ta lekcja chemii nie musi być od razu przyswojona aby samemu skorzystać z opisanej metody trawienia. Stosuję ją z powodzeniem od niepamiętnych czasów, i nigdy nie zhańbiłem się wylaniem zużytego roztworu trawiącego do klopa co nie oszukujmy się: wśród radioamatorów a niewykluczone że i wśród właścicieli pokątnych firemek oferujących trawienie płytek uchodzi za normę

Dziękuję za uwagę.