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EXPERIÊNCIAS DE ENTRETENIMENTO EM CASA
Eletrólise em um copo. experimentos químicos
Experiências divertidas em casa / Experiências de química para crianças Na verdade, experimentos de eletroquímica costumam ser feitos em casa, mas nem sempre saem: alguma coisinha - e nada acontece. Se você seguir todas as nossas instruções, pode ter certeza de que a experiência será um sucesso. Vamos começar com uma experiência muito simples, mas instrutiva. Para ele, você precisa de um único reagente: tinta de qualquer cor. É verdade que você tem que trabalhar um pouco no aparelho. Pegue duas tiras de metal de 8 a 10 cm de comprimento e 1 a 2 cm de largura, que podem ser de ferro, cobre, alumínio - não importa, desde que passem livremente para um recipiente transparente - um copo alto ou um grande tubo de ensaio. Antes do experimento, faça furos nas placas de um lado para prender os condutores. Prepare dois espaçadores idênticos, literalmente com alguns milímetros de espessura, de plástico ou madeira e cole-os com tiras de metal para que, dispostos em paralelo, não se toquem. Quase qualquer cola é adequada - BF, Moment, etc. Despeje a água em um béquer ou tubo de ensaio e coloque tinta suficiente para que a solução não fique muito saturada (no entanto, também não deve ser transparente). Abaixe a construção de duas tiras nele, conecte-as com fios a duas baterias conectadas em série, "mais" a "menos". Alguns minutos depois, a solução de tinta entre as placas começará a clarear e partículas escuras se acumularão na parte inferior e superior. A composição da tinta consiste em partículas coloridas muito pequenas suspensas na água. Sob a ação da corrente, eles grudam e não podem mais nadar na água, mas afundam sob a ação da gravidade. É claro que a solução se torna cada vez mais pálida. Mas como as partículas chegaram ao topo? Quando uma corrente é aplicada a soluções, gases são freqüentemente formados. No nosso caso, as bolhas de gás pegam as partículas sólidas e as carregam.
No próximo experimento, um copo de chá de paredes grossas, expandindo para cima, servirá como banho eletrolítico. Prepare um círculo de compensado com um diâmetro que seja pressionado contra a parede do vidro três a quatro centímetros acima do fundo. Faça dois furos com antecedência no círculo (ou faça uma ranhura no diâmetro), faça dois furos próximos com um furador: os fios passarão por eles. Insira dois lápis de 5 a 6 cm de comprimento, afiados em uma extremidade, em orifícios grandes ou em uma ranhura. Os lápis, mais precisamente, seus grafites, servirão de eletrodos. Nas pontas inacabadas dos lápis, faça entalhes para que os grafites fiquem expostos e prenda as pontas nuas dos fios a eles. Torça os fios e envolva-os cuidadosamente com fita isolante, e para que o isolamento seja totalmente confiável, é melhor esconder os fios em tubos de borracha. Todas as partes do aparelho estão prontas, resta apenas montá-lo, ou seja, inserir um círculo com eletrodos dentro do vidro. Coloque o copo em um prato e encha até a borda com uma solução de carbonato de sódio Na2CO3 na proporção de 2-3 colheres de chá por copo de água. Encha dois tubos de ensaio com a mesma solução. Feche um deles com o polegar, vire-o de cabeça para baixo e mergulhe-o em um copo para que nenhuma bolha de ar entre nele. Sob a água, coloque o tubo de ensaio no eletrodo de lápis. Faça o mesmo com o segundo tubo. As baterias - pelo menos três em número - devem ser conectadas em série, "mais" uma ao "menos" da outra, e conectar fios de lápis às baterias extremas. A eletrólise da solução começará imediatamente. Íons de hidrogênio carregados positivamente H+ irá para o eletrodo carregado negativamente - o cátodo, anexará um elétron lá e se transformará em gás hidrogênio. Quando um tubo cheio de hidrogênio é coletado no lápis conectado ao "menos", ele pode ser removido e, sem virar, atear fogo ao gás. Acende-se com um som característico. No outro eletrodo, positivo (ânodo), o oxigênio é liberado. Feche o tubo de ensaio cheio com o dedo debaixo d'água, retire-o do copo, vire-o e traga uma lasca fumegante - ela acenderá. Tão fora da água2O acabou e hidrogênio H2, e oxigênio O2; para que serve o refrigerante? Para agilizar a experiência. A água pura conduz muito mal a eletricidade, a reação eletroquímica nela é muito lenta. Com o mesmo dispositivo, mais um experimento pode ser feito - a eletrólise de uma solução saturada de cloreto de sódio NaCl. Nesse caso, um tubo será preenchido com hidrogênio incolor e o outro com gás verde-amarelo. Este é o cloro, que é formado a partir do sal de cozinha. O cloro desiste facilmente de sua carga e é o primeiro a ser liberado no ânodo. Feche o tubo de ensaio com cloro, que também contém um pouco de solução salina, com o dedo debaixo d'água, vire e agite sem retirar o dedo. Em um tubo de ensaio, forma-se uma solução de cloro - água com cloro. Tem fortes propriedades de branqueamento. Por exemplo, se você adicionar água com cloro a uma solução de tinta azul clara, ela ficará descolorida. Durante a eletrólise do sal de mesa, outra substância é formada - a soda cáustica. Esse álcali permanece em solução, o que pode ser verificado colocando um pouco de solução de fenolftaleína ou um indicador caseiro em um vidro próximo ao eletrodo negativo. Assim, no experimento, obtivemos três substâncias valiosas de uma só vez - hidrogênio, cloro e soda cáustica. É por isso que a eletrólise de sal é tão amplamente utilizada na indústria. Com a ajuda de corrente e solução saturada de cloreto de sódio, outro experimento interessante pode ser feito. Vamos agora lidar com o fato de que vamos perfurar metal com um lápis comum. Prepare uma solução saturada de sal em um pires de chá. Conecte uma lâmina de barbear ao pólo positivo de uma bateria de lanterna (a lâmina será o ânodo). Na ponta afiada do lápis, quebre o grafite e retire-o cerca de meio milímetro com uma agulha. 2-3 cm mais alto, faça um entalhe com uma faca no estilete e enrole a ponta do fio desencapado em volta dele; enrole este local com fita isolante e prenda a outra ponta do fio no polo negativo da bateria (o lápis será o cátodo). Coloque a lâmina em um pires com solução e encoste o lápis cátodo na lâmina. Imediatamente, as bolhas de hidrogênio começarão a borbulhar ao redor do lápis. E a lâmina do ânodo se dissolverá: os átomos de ferro adquirirão carga, se transformarão em íons e se dissolverão. Assim, em dez a quinze minutos, um orifício passante aparecerá na lâmina. Forma-se especialmente rapidamente se a bateria for nova e a lâmina for fina (0,08 mm). Na folha de alumínio, um furo é feito em apenas alguns segundos. Se você deseja fazer um furo com um lápis em um determinado local de uma placa de metal fina, é melhor envernizar a peça com antecedência e remover o verniz de onde irá perfurar. O recesso no estilete era necessário para que o estilete não tocasse o metal. Caso contrário, o circuito fechará imediatamente, a corrente não passará pela solução e não haverá eletrólise. Você pode perfurar com um lápis sem banho eletrolítico (no nosso caso, sem pires de chá). Coloque a placa do ânodo sobre uma tábua ou prato, pingue água, mergulhe o lápis preso à bateria em sal e mergulhe sua ponta afiada em uma gota. De vez em quando, retire os produtos de eletrólise com um pano e aplique uma nova gota. Repetindo esta operação, você pode, sem esforço, perfurar uma folha de metal ou estanho de uma lata. Além disso, a propósito, você pode fazer um buraco em uma faca de aço quebrada para prender um novo cabo a ela. Obviamente, para perfurar metais com espessura superior a um milímetro, uma bateria não é suficiente - você precisa conectar várias baterias em paralelo ou usar um transformador abaixador com um retificador - por exemplo, de uma ferrovia infantil ou de um dispositivo de queima de madeira. E independentemente da fonte atual e do método de eletrólise, você terá que trocar a solução eletrolítica várias vezes e limpar bem o orifício com um prego ou furador. Autor: Olgin O.M.
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