在玻璃中电解。在家享受有趣的化学体验

在玻璃中电解。化学实验

有趣的化学实验

事实上，电化学实验经常在家里尝试，但它们并不总是成功：一些小事情 - 但什么也没有发生。如果您遵循我们的所有说明，您可以确信这次体验将会成功。

让我们从一个非常简单但富有启发性的经历开始。对他来说，你只需要一种试剂：任何颜色的墨水。确实，您必须在设备上做一些工作。

取两条长 8-10 厘米、宽 1-2 厘米的金属条。它们可以由铁、铜、铝制成 - 没关系，只要它们能自由地放入透明容器中即可 - 高烧杯或大烧杯试管。实验前，在板的一侧钻孔以连接导体。准备两个相同的、实际上只有几毫米厚的塑料或木质垫片，并用金属条将它们粘合起来，以便它们平行排列，不会相互接触。几乎任何胶水都适用 - BF、Moment 等。

将水倒入烧杯或试管中，然后滴入足够的墨水，使溶液的颜色不会非常饱和（但是，它也不应该是透明的）。将两个条带的结构放入其中，用电线将它们连接到串联的两个电池，“正”连接到“负”。几分钟后，板之间的墨水溶液将开始变浅，黑色颗粒将聚集在底部和顶部。

墨水的成分由悬浮在水中的非常小的有色颗粒组成。在水流的作用下，它们粘在一起，不能再在水中游泳，而是在重力的作用下沉到水底。显然，解决方案因此变得越来越苍白。

但粒子是如何到达顶部的呢？当对溶液施加电流时，通常会形成气体。在我们的例子中，气泡吸收固体颗粒并将其携带起来。

玻璃中的电解

在下一个实验中，向上膨胀的厚壁茶杯将用作电解槽。准备一个直径为三到四厘米的胶合板圆，将其压在玻璃壁上，距离底部三到四厘米。预先在圆圈上钻两个孔（或在直径上切一个槽），用锥子在附近钻两个孔：电线将穿过它们。将两根 5-6 厘米长的铅笔（一端削尖）插入大孔或槽中。铅笔，更准确地说，是它们的笔芯，将充当电极。在铅笔未完成的末端上，制作凹口，使引线暴露出来，并将电线的裸露末端连接到它们上。将电线扭绞起来，并用绝缘胶带小心地包裹起来，为了使绝缘完全可靠，最好将电线隐藏在橡胶管中。该设备的所有部件都已准备就绪，剩下的只是组装它，即将带有电极的圆插入玻璃内。

将玻璃杯放在盘子上，并用洗涤纯碱 Na 溶液填充至边缘。₂CO₃ 每杯水 2-3 茶匙。用相同的溶液填充两个试管。用拇指合上其中一个，将其翻转过来，然后将其浸入玻璃杯中，确保没有任何气泡进入其中。在水下，将试管放在铅笔电极上。对第二根管子进行同样的操作。

电池（至少三块）必须串联连接，将一个“正”连接到另一个“负”，并将电线从铅笔连接到极端电池。溶液的电解将立即开始。带正电的氢离子 H⁺ 会到达带负电的电极 - 阴极，在那里附着一个电子并转化为氢气。当连接到“负号”的铅笔收集到一整管氢气时，可以将其取出，并且无需翻转即可点燃气体。它将以特有的声音点亮。在另一个电极，即正极（阳极），氧气被释放。用手指在水下关闭装有它的试管，将其从玻璃中取出，将其翻转并放入阴燃的碎片 - 它会发光。

所以出水₂O变成了氢气H₂, 和氧气 O₂; 苏打水有什么用？以加快体验速度。纯水的导电性很差，其中的电化学反应太慢。

使用同一装置，还可以进行一项实验——电解饱和氯化钠溶液 NaCl。在这种情况下，一根管子将充满无色氢气，另一根管子将充满黄绿色气体。这是氯，由食盐形成。氯很容易释放电荷，并且是第一个在阳极释放的。

用氯封闭试管，其中还含有少量盐溶液，将手指浸入水中，翻转并摇动，但不要移开手指。在试管中，形成氯溶液——氯水。它具有很强的漂白性能。例如，如果将氯水添加到淡蓝色墨水溶液中，它就会变色。

在食盐电解过程中，会形成另一种物质——烧碱。这种碱保留在溶液中，可以通过将少量酚酞溶液或自制指示剂滴入负极附近的玻璃中来验证。

所以，在实验中我们同时得到了三种有价值的物质——氢气、氯气和烧碱。这就是盐电解在工业中如此广泛应用的原因。

借助电流和氯化钠饱和溶液，可以完成另一个有趣的实验。现在让我们来讨论一下我们将用普通铅笔在金属上钻孔的事实。

在茶碟中准备饱和盐溶液。将安全剃须刀刀片连接到手电筒电池的正极（刀片将成为阳极）。在铅笔尖的一端，折断铅笔芯，然后用针将其挑出约半毫米。高2-3厘米，用小刀在触笔上刻一个凹口，并将裸线末端缠绕在其上；用绝缘胶带包裹这个地方，并将电线的另一端连接到电池的负极（铅笔将是负极）。

将刀片放入溶液碟中，然后将阴极笔接触刀片。立即，氢气泡将开始在铅笔周围冒出。阳极叶片将溶解：铁原子将获得电荷，变成离子并进入溶液。因此，十到十五分钟后，刀片上就会出现一个通孔。如果电池是新的且刀片很薄（0,08 毫米），则形成速度特别快。在铝箔上，只需几秒钟即可钻一个孔。

如果你想用铅笔在薄金属板上的某个地方钻孔，那么最好提前给工件上清漆，并去除你要钻孔的地方的清漆。

手写笔上的凹槽是必要的，这样手写笔就不会接触到金属。否则，电路会立即闭合，电流不会通过溶液，也就不会发生电解。

您可以在没有电解槽的情况下用铅笔钻孔（在我们的例子中，没有茶碟）。将阳极板放在木板或盘子上，滴水，将连接到电池的铅笔浸入盐中，并将其锋利的一端浸入水滴中。不时地用布擦去电解产物并涂上新的一滴。通过重复此操作，您可以毫不费力地钻穿金属箔或锡罐中的锡。另外，顺便说一下，您可以在破损的钢刀上打一个孔，以在上面安装新的刀柄。

当然，对于厚度超过一毫米的金属钻孔，一个电池是不够的 - 您需要并联多个电池或使用带有整流器的降压变压器 - 例如，来自儿童铁路或来自木材燃烧装置。而且无论使用何种电流源和电解方法，您都必须多次更换电解质溶液并用钉子或锥子将孔清理干净。

作者：奥尔金 O.M.

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