Sala de lectură
O. Olgin. Experimente fără explozii
Suntem înconjurați de multe lucruri și de substanțe care par a fi obișnuite și de neimaginat. Cu toate acestea, foarte des au proprietăți surprinzătoare - este necesar să le poți observa numai. De exemplu, lingură de aluminiu se poate îndrepta alternativ meci curent - pentru a aprinde un bec, zahăr rafinat - o scânteie, și permanganatul de potasiu de la o farmacie - pentru unghii la o tigaie strălucire. Dar pentru aceasta este necesar, în primul rând. cunosc proprietățile substanțelor și, în al doilea rând. pentru a putea folosi aceste proprietăți, cu alte cuvinte, necesită dexteritatea mâinilor. dobândite cu experiență. Și, ca în vremurile vechi, jonglerii au vorbit, - fără fraude!
Deci, hai să ne concentrăm pe trucuri - trucuri chimice grave. Uneori - pentru distracție, dar mai des - pentru a demonstra fenomene neobișnuite și a face lucruri neobișnuite.
Pentru aceasta experienta, orice lingura de aluminiu - ceai sau sala de mese - este potrivita. Trebuie spălat și degresat bine; cum sa faci, stii din experimente cu aluminiu anodizat. Lingura va fi primul detaliu al viitorului redresor de curent, iar al doilea pentru noi, in timp ce va servi ca o cana goala, inaltimea unei linguri, oricum, nu mult mai mica.
Înainte de a lăsa lingura în borcan, estimați dimensiunea lingurii pentru a ajunge la soluție. La interfața soluție-aer, aluminiu se va dizolva intens, iar lingura va cădea curând în două părți. Pentru a împiedica acest lucru, acoperiți zona de lângă margine cu un strat de lac sau un lipici impermeabil.
Acum agățați lingura în borcan, astfel încât să nu atingă pereții; dispozitivul de suspendare, probabil că puteți să veniți cu ușurință cu dumneavoastră. Plasați o dală sau alt suport neconductor sub borcan. De data aceasta nu vom folosi baterii sau baterii, ci curent alternativ din rețea și, bineînțeles, trebuie să ne protejăm complet. Din același motiv, izolați cu atenție toate capetele expuse ale firelor și în timpul experimentului nu atingeți lingura sau borcanul. Este mai bine să le acoperiți cu o cutie de placaj inversat sau cu o cuvă de plastic înainte de a porni alimentarea.
Circuitul electric este simplu: conectați în lanț, în serie, o lampă cu o putere de aproximativ 40-60 W, un comutator, o lingură și un borcan; dacă există un ampermetru, îl puteți conecta. Când circuitul este asamblat și fiabilitatea izolației este verificată, activați curentul.
În primul rând, așa cum ați putea ghici, lampa se va aprinde, deoarece soluția din bancă este conductivă electrică. Dar, după aproximativ o jumătate de oră, va străluci considerabil mai slab și apoi va ieși complet. Lingura a devenit redresorul. Transmite curentul într-o singură direcție - de la cană la lingură.
Acest lucru ar fi ușor pentru a vedea dacă aveți un osciloscop: pe ecranul său de la începutul experienței luminii ar sinusoid, iar la capătul ramurii inferioare a acesteia ar dispărea: așa-numitul puls curge curent în circuit. Osciloscop ar ajuta imediat stabili în cazul în care polul pozitiv al redresorului, și, dacă este negativ (acest lucru este foarte important, dacă aveți de gând să pună o casă experimente electrochimice redresor). Dar puteți face fără echipamente: redresor polaritate este ușor de instalat, folosind o bandă de hârtie de filtru îmbibată într-o soluție slabă de sare comună cu adaos de indicator fenolftaleină.
Opriți curentul, apăsați hârtia pe lingură și pe borcan și fixați-o, de exemplu, cu cârlige de plastic. Porniți curentul, iar după câteva minute hârtia de filtru va deveni roșie la unul dintre stâlpi. Acest pol este negativ. La electroliza apei (sarea este necesară doar pentru a mări conductivitatea electrică), hidrogenul este eliberat pe electrodul negativ (catod), iar ionii OH rămân în exces. Acești ioni și determina proprietățile alcaline, astfel încât hârtia indicatoare devine roșie.
Se poate face același test cu hârtie indicatoare umedă cu sare și fenolftaleină și dacă ați amestecat polii bateriei sau bateriei. Deoarece tensiunea este mică aici, puteți apăsa pur și simplu banda de hârtie împotriva ambelor poli ale sursei de curent.
Dar de ce lingura de aluminiu a devenit redresorul. După pornirea curentului, ca și în cazul anodizării aluminiului, un film de oxid de aluminiu crește. Și acest film este un semiconductor. transmite curentul într-o singură direcție. Aceasta este proprietatea sa este adesea folosit în tehnologie.
Cu ajutorul unui redresor realizat automat, este posibil să se pună câteva experimente electrochimice, care sunt descrise în această carte. Dar, în conformitate cu condițiile experimentale, activați redresorul prin intermediul transformatorului pas cu pas. Tensiunea în nici un caz nu trebuie să depășească 40 V. Și curentul, care poate fi scos dintr-o lingură de aluminiu, poate ajunge la câteva zeci de amperi.
Pentru această experiență este mai convenabil să luați o lampă de masă. Unul dintre firele sale se deconectează de fișă și se extinde, fără a uita de bună izolare. Luați un mic tub din sticlă îngust, cu pereți subțiri (cea mai ușoară cale este de a utiliza sertare cu desen de sticlă cu capete trase). Introduceți electrozi în tubul din ambele capete - firele cu un diametru de aproximativ 1 mm; asigurați-le în tub cu o bandă izolatoare. Electrozii nu trebuie să atingă, distanța dintre ele este de 1-2 mm.
Un fir de prelungire de la lampă este conectat la unul dintre electrozi, iar celălalt electrod este conectat cu un fir cu priză liberă și izolat. Veți avea un circuit care este deschis într-o singură secțiune - între electrozii.
Strângeți tubul de sticlă într-o poziție orizontală. Acest lucru este destul de ușor de făcut în cazul în care firele sunt rigide, cu izolație din plastic: prindeți firul și tubul se va menține pe el. Pregătirea experienței sa încheiat, puteți conecta la rețea. Desigur, lampa nu va arde.
Aduceți o potrivire luminată cu tubul în care sunt introduse electrozii. Dacă tubul nu este din sticlă refractară, atunci sticla se va înmuia și tubul va cădea ușor. Apoi lampa se aprinde, în ciuda faptului că circuitul rămâne încă deschis. Faptul este că sărurile care alcătuiesc sticla, când sunt încălzite, sunt ionizate, iar sticla devine un dirijor.
Dacă experimentul nu funcționează datorită faptului că tubul este larg, apoi în locul unui meci, luați o lumânare sau o lampă cu alcool. Pentru a aprinde o lampă cu o lumânare este de asemenea o experiență spectaculoasă.
Și o puteți lumina cu sare de top. Se fixează vertical tubul, pe fundul căruia se toarnă un pic de potasiu sau azotat de sodiu (azotat de potasiu sau de sodiu), și se înmoaie două fire de cupru în el. La electrozi de cupru nu atingeți, treceți-le prin ștecher. Conectați lampa la electrozi în același mod ca și în experimentul anterior. Când porniți curentul, lampa, desigur, nu se aprinde: secerătorul solid nu conduce curent.
Încălziți nitratul înainte de topirea cu tablete de combustibil uscat - lampa va clipi. Ionii care formează rețeaua de cristal a sării dobândesc mobilitate și circuitul se închide. Lampa va arde și după ce eliminați flacăra: nitrat se topesc la o rezistență electrică ridicată, iar căldura care este eliberată în timpul trecerii curentului, menține nitrat într-o stare topită.
În mod similar, puteți pune experiența nu cu topitura, ci cu o soluție, de exemplu, sare de masă. Electrozii în acest caz este mai bine să luați grafit. Îndepărtați-le mai întâi într-un borcan de apă și apoi, în porții mici, adăugați sare, iar lampa se va aprinde mai luminos. Apropo, în acest fel este convenabil să verificați conductivitatea electrică a soluțiilor. Verificați, de exemplu, cum să efectuați soluțiile curente de sodă. zahăr și acid acetic de diferite concentrații.
Și încă o experiență obișnuită cu un bec electric, dar nu cu una mare, ci de o lampă de buzunar. Consolidați-l într-o bandă de staniu, îndoită în unghi drept, și introduceți banda într-un pahar mic, astfel încât becul de sticlă al bulbului se află în interiorul sticlei și se îndreaptă spre fund. Conectați becul la baterie: proeminența pe capac, partea exterioară a acestuia se conectează la polul negativ și banda de tablă - cu pozitiv. Fiți atenți: lipiți conductorii, deoarece în timpul experimentului, lipirea se poate topi. Trebuie să vină cu un contact mecanic sau să folosim un cartuș dintr-o lampă de buzunar veche.
Înainte de experiment, scoateți lampa din sticlă și toarnă în ea azotat de sodiu (azotatul de potasiu nu este bun, de ce - devine clar mai târziu). Plasați geamul pe o plasă de azbest sau o placă de metal și încălziți-l pe flacăra unui arzător de gaz sau a unei lămpi cu alcool; alcoolul uscat nu este foarte convenabil, deoarece este dificil să se controleze temperatura topiturii. Saltpeterul se topește la 309 ° C, iar la 390 ° C este deja descompus; aici în acest interval și trebuie să mențină temperatura. Pentru a face acest lucru, schimbați dimensiunea flacării sau distanța față de geam. Asigurați-vă că topitura nu îngheață, chiar de la suprafață.
În azotul topit, coborâți ușor becul. Cele mai multe dintre bec de sticlă trebuie să fie imersată în topitură, dar asigurați-vă că partea de sus a capacului, care este sudat la conductorul nu intră în contact cu azotat - se produce un scurt-circuit. Aprindeți un bec în seringă timp de aproximativ o oră, apoi opriți curentul, stingeți arzătorul și livrați ușor becul. Când se răcește, clătiți-o cu apă și veți vedea că becul din interior este acoperit cu un strat de oglindă!
Am spus deja că atunci când sunt încălzite, particulele încărcate din sticlă dobândesc mobilitate (de aceea lampa a fost aprins când tubul a fost încălzit cu un meci). Principalii actori sunt ionii de sodiu. chiar și la temperaturi de peste 300 ° C, ele devin suficient de mobile. Paharul în sine rămâne perfect rigid.
Când ați încărcat becul inclus în topitură de sită, sticla de la care sa făcut recipientul sa dovedit a fi într-un câmp electric. spiral - pol negativ, topi, care este în contact cu banda de staniu, - pozitiv. Ionii de sodiu mobili au început să se deplaseze în geam către catod, adică spre spirală. Cu alte cuvinte, s-au mutat în peretele interior al cilindrului.
Deci, învelișul în oglindă din interior este sodiu? Da. Dar cum s-au transformat ionii în metal?
Metalele radiculare (inclusiv cele din care se produce spirala) emit electroni. Din spirală, au lovit suprafața interioară a paharului și s-au conectat acolo cu ioni de sodiu. Sodiu metalic astfel format.
Dar de ce azotatul de potasiu nu este potrivit pentru experiment. La urma urmei, nitratul pare să nu fie implicat în acest proces. Nu, este. Când ionul de sodiu a devenit un atom neutru, în sticlă a rămas o gaură ionică încărcată negativ. Aici este necesar și nitrat de sodiu: din topitură, sub acțiunea unui câmp electric, ionii de sodiu penetrează sticla și umple găurile. Un ion de potasiu de circa o jumătate de ori mai mulți ioni de sodiu, nu pot intra în sticlă. În azotatul de potasiu, lampa se va sparge.
O astfel de electroliză neobișnuită prin sticlă este uneori utilizată în practică pentru a obține un strat de sodiu foarte pur sau, mai strict, "pur spectral".
Sala de lectură a cabinetului de curiozități: ce este acolo?
Trimiteți-le prietenilor: