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Elettrolisi in un bicchiere. Esperimenti chimici

Esperienze divertenti a casa / Esperimenti di chimica per bambini

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Spesso infatti si prova a fare esperimenti di elettrochimica in casa, ma non sempre ci riescono: qualche piccola cosa e non succede nulla. Se segui tutte le nostre istruzioni, puoi essere certo che l'esperimento avrà successo.

Cominciamo con un'esperienza molto semplice, ma comunque istruttiva. Richiede un solo reagente: inchiostro di qualsiasi colore. È vero, dovrai lavorare un po 'sul dispositivo.

Prendi due strisce di metallo lunghe 8-10 cm e larghe 1-2 cm, che possono essere di ferro, rame, alluminio - non importa, purché si adattino liberamente a un recipiente trasparente - un bicchiere alto o un grande provetta. Prima dell'esperimento, praticare dei fori nelle piastre su un lato per collegare i conduttori. Preparare due distanziatori identici, spessi letteralmente pochi millimetri, in plastica o legno e incollarli con strisce di metallo in modo che siano paralleli e non si tocchino. Quasi tutte le colle sono adatte: BF, "Moment", ecc.

Versare l'acqua in un bicchiere o in una provetta e versarvi abbastanza inchiostro in modo che la soluzione non sia molto satura di colore (tuttavia, non dovrebbe essere trasparente). Posizionare al suo interno una struttura di due strisce, collegarle con fili a due batterie collegate in serie, "più" a "meno". Pochi minuti dopo, la soluzione di inchiostro tra le piastre diventerà più chiara e le particelle scure si raccoglieranno sul fondo e sulla parte superiore.

L'inchiostro contiene piccolissime particelle colorate sospese nell'acqua. Sotto l'influenza della corrente, si attaccano e non possono più galleggiare nell'acqua, ma affondano sul fondo sotto l'influenza della gravità. È chiaro che la soluzione diventa sempre più pallida.

Ma come sono arrivate le particelle in cima? Quando si applica corrente alle soluzioni, spesso si formano gas. Nel nostro caso, le bolle di gas raccolgono particelle solide e le trasportano verso l'alto.

Nel prossimo esperimento, un bicchiere da tè a pareti spesse, che si espande nella parte superiore, fungerà da bagno elettrolitico. Preparare un cerchio di compensato di diametro tale da premere contro la parete del vetro da tre a quattro centimetri sopra il fondo. Praticare in anticipo due fori nella tazza (o ritagliare una fessura di diametro) e praticare due fori nelle vicinanze con un punteruolo: il cablaggio passerà attraverso di essi. Inserisci due matite lunghe 5-6 cm, appuntite a un'estremità, nei fori o nelle fessure grandi. Le matite, o meglio le loro mine, fungeranno da elettrodi. Fai dei tagli sulle estremità grezze delle matite per esporre le mine e fissa loro le estremità esposte dei fili. Intrecciare i fili e avvolgerli con cura con nastro isolante e, affinché l'isolamento sia completamente affidabile, è meglio nascondere i fili in tubi di gomma. Tutte le parti del dispositivo sono pronte, non resta che assemblarlo, cioè inserire il cerchio con gli elettrodi all'interno del vetro.

Posizionare il bicchiere su un piatto e versarvi la soluzione di carbonato di sodio Na fino all'orlo₂CO₃ in ragione di 2-3 cucchiaini per bicchiere d'acqua. Riempi due provette con la stessa soluzione. Chiudine uno con il pollice, capovolgilo e immergilo in un bicchiere in modo che non entri nemmeno una bolla d'aria. Sott'acqua, posizionare la provetta sull'elettrodo a matita. Fai lo stesso con la seconda provetta.

Le batterie - almeno tre - devono essere collegate in serie, il “più” dell'una al “meno” dell'altra, e i fili delle matite devono essere collegati alle batterie esterne. L'elettrolisi della soluzione inizierà immediatamente. Ioni idrogeno carichi positivamente H⁺ andrà a un elettrodo caricato negativamente - il catodo, vi attaccherà un elettrone e si trasformerà in gas idrogeno. Quando la matita collegata al lato negativo avrà la provetta piena di idrogeno, puoi estrarla e, senza capovolgerla, accendere il gas. Si illuminerà con un suono caratteristico. L'ossigeno viene rilasciato sull'altro elettrodo, quello positivo (anodo). Chiudi la provetta riempita con esso con il dito sott'acqua, rimuovila dal vetro, capovolgila e inserisci una scheggia fumante: si accenderà.

Quindi fuori dall'acqua₂O si è rivelato e l'idrogeno H₂e ossigeno O₂; Ma a cosa serve la soda? Per velocizzare l'esperienza. L'acqua pura conduce molto male l'elettricità, la reazione elettrochimica in essa procede troppo lentamente.

Con lo stesso dispositivo, puoi eseguire un altro esperimento: l'elettrolisi di una soluzione satura di cloruro di sodio NaCl. In questo caso, una provetta verrà riempita con idrogeno incolore e l'altra con un gas giallo-verde. Questo è il cloro, che è formato dal sale da cucina. Il cloro cede facilmente la sua carica ed è il primo ad essere rilasciato all'anodo.

Coprire la provetta con cloro, che contiene anche una piccola quantità di soluzione salina, con il dito sott'acqua, capovolgerla e agitare senza togliere il dito. In una provetta si forma una soluzione di cloro: acqua clorata. Ha forti proprietà sbiancanti. Ad esempio, se aggiungi acqua clorata a una soluzione di inchiostro blu pallido, questa scolorirà.

Durante l'elettrolisi del sale da cucina si forma un'altra sostanza: la soda caustica. Questo alcali rimane in soluzione, come si può vedere facendo cadere un po' di soluzione di fenolftaleina o un indicatore fatto in casa in un bicchiere vicino all'elettrodo negativo.

Quindi, nell'esperimento abbiamo ottenuto contemporaneamente tre sostanze preziose: idrogeno, cloro e soda caustica. Questo è il motivo per cui l'elettrolisi del sale da cucina è così ampiamente utilizzata nell'industria.

Usando la corrente e una soluzione satura di sale da cucina, puoi eseguire un altro divertente esperimento. Iniziamo ora a forare il metallo con una normale matita.

Preparare una soluzione satura di sale da cucina in un piattino da tè. Collega la lama del rasoio di sicurezza con un filo al terminale positivo della batteria della torcia (la lama fungerà da anodo). Spezza la mina all'estremità appuntita della matita e scavala per circa mezzo millimetro con un ago. 2-3 cm più in alto, fare un intaglio con un coltello fino allo stilo e avvolgervi attorno l'estremità del filo nudo; Avvolgi questo punto con nastro isolante e collega l'altra estremità del filo al polo negativo della batteria (la matita sarà il catodo).

Posiziona la lama in un piattino con la soluzione e tocca la lama con la matita catodica. Immediatamente, attorno alla matita inizieranno a formarsi bolle di idrogeno. E la lama dell'anodo si dissolverà: gli atomi di ferro acquisiranno una carica, si trasformeranno in ioni e andranno in soluzione. Quindi dopo dieci-quindici minuti nella lama si formerà un foro passante. Si forma particolarmente velocemente se la batteria è nuova e la lama è sottile (0,08 mm). Nel foglio di alluminio, viene praticato un foro letteralmente in pochi secondi.

Se si desidera praticare un foro con una matita in un determinato punto su una sottile piastra di metallo, è meglio rivestire in anticipo il pezzo con vernice e rimuovere la vernice nel punto in cui si forerà.

La rientranza nel piombo era necessaria affinché il piombo non toccasse il metallo. Altrimenti il ​​circuito si chiuderà immediatamente, la corrente non circolerà attraverso la soluzione e non si avrà elettrolisi.

Puoi forare con una matita senza bagno elettrolitico (nel nostro caso, senza piattino da tè). Posizionare la piastra dell'anodo su una tavola o un piatto, far cadere una goccia d'acqua, immergere una matita attaccata alla batteria nel sale e immergere la sua estremità appuntita nella goccia. Di tanto in tanto, rimuovere i prodotti dell'elettrolisi con un panno e applicare una nuova goccia. Ripetendo questa operazione potrete forare senza alcuno sforzo la lamina di metallo o la latta di un barattolo di latta. A proposito, puoi anche fare un buco in un coltello d'acciaio rotto per attaccarvi una nuova maniglia.

Naturalmente, per forare metalli di spessore superiore a un millimetro, una batteria non è sufficiente: è necessario collegare più batterie in parallelo o utilizzare un trasformatore step-down con un raddrizzatore, ad esempio da una ferrovia per bambini o da un dispositivo per la combustione del legno. . E indipendentemente dalla fonte attuale e dal metodo di elettrolisi, dovrai cambiare più volte la soluzione elettrolitica e pulire bene il pozzo con un chiodo o un punteruolo.

Autore: Olgin O.M.

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