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电气奇迹。 化学实验
电气奇观需要：
对了，你知道电池为什么要有电流吗？ 因为它们会发生化学反应。 据说电池是化学电流源。 但如果是这样，是不是在电流的作用下会发生一些不寻常的变化呢？ 他们能。 研究这种转变的科学称为电化学。 在实验室和工厂的电力帮助下，获得新物质，溶解金属，一种金属沉积在另一种金属上，水得到净化。 总之，他们创造了数十个和数百个有用的化学奇迹。 让我们也这样做。 正如我所说，我们不需要强电流。 但是学习如何检测微弱和非常微弱的电流并没有坏处。 有一个简单的方法：同时舔两个电池触点。 酸酸的味道立刻出现在舌头上。 酸性越强，电池充电越好。 根本不是酸性的——电池毫无价值。 但我不能推荐这种方式。 首先，触点上可能有污垢，而且您不知道用舌头舔什么-您不是什么愚蠢的东西。 其次，如果电池是全新的，那么手感会非常敏锐。 最好不这样做。 顺便说一句，结果会更清楚。 将水倒入蛋黄酱罐中，倒入一茶匙食盐，搅拌至溶解，加入几滴酚酞溶液。 用带两个孔的塑料盖盖上罐子（例如，您可以预先用锥子刺穿它们）。 将铜线穿过孔 - 使它们浸入溶液中，但不要相互接触。 这是电流检测装置。 在工作中检查一下。 将电线连接到电池的两极 - 电流会立即消失：在其中一根电线上，溶液会变成深红色。 在那里，碱是由食盐形成的。 但该设备的功能远不止于此。 它可以识别电池的正极和负极。 （它们总是这样标记：正极 - 带有“+”号，负极 - 带有“-”号。）您是否注意到溶液的颜色是哪根电线？ 无论你重复多少次实验，连接负极的电线处都会出现深红色。 也就是说，电池上画有“减号”。 为了不至于每次都重新配制溶液，也可以这样做：将一条滤纸或吸水纸沾湿，用手指将滤纸条压在电池的两极上。 在负极附近，纸变成红色。 当你需要知道“正”在哪里，“负”在哪里，而电池包装纸破了或者脏了什么都拆不开的时候，这就很方便了。 有了这样的电量指标，就可以进行进一步的实验了。 首先，用最简单的方法，尝试制作一个真正的化学电流源。 或者，简单地说，自制电池。 你需要一些“银”纸：它的一面是纸，另一面是金属，通常是铝； “银色”它只在外观上。 茶叶和香烟都是用这种纸包的； 它有时在商店里出售，用于各种自制产品。 将这张纸切成比五分硬币小一点的圆圈。 同时自己囤积镍币——普通的铜币。 你不会宠坏他们：实验后他们不会比以前更糟。 用食盐溶液适当润湿切好的“银”纸。 当它变湿时，将一打铜镍抛光至闪亮。 然后按以下顺序收集一叠纸圈和五分硬币：先是“银”纸（纸朝下，“银”朝上），然后是五分硬币，然后是纸，依此类推； 最后一分钱将在最上面。 取两根 XNUMX 厘米长的软线，用小刀小心地剥去两端的绝缘层，露出铜线。 将一根线放在叠层下，另一根放在叠层上，并用绝缘胶带紧紧包裹，使铜脉压紧：一根压在纸上，另一根压在顶部镍上。 电池已准备就绪。 恐怕这种电池的灯泡仍然不亮。 但是，如果您将电线连接到指示器罐（或者如果您将一条用溶液弄湿的吸墨纸条连接到它们），那么一两分钟后就会出现红色。 这意味着电池正在工作。 哪里是正极，哪里是负极，你自己算吧。 如果你能用铝切出镍大小的圆圈，你就能制造出更强大的电池。 在镍杯和铝杯之间，放一张浸泡在盐溶液中的吸水纸； 下面，和以前一样，让纸在顶部 - 五分钱。 当然，还需要电线和电工胶带。 真正的电池，虽然包含完全不同的物质，但工作原理相同。 它有正极板和负极板，它们之间是某种可以导电的溶液（如盐溶液）。 每两块板是一个电气元件。 还有很多元素-电池。 我们的包含十个元素。 手电筒电池通常包含三个电池。 可以打开旧电池：里面有三个金属杯。 如果您已经到达玻璃，请小心地将其打破并从碳棒周围的内部取出厚块。 该物质主要由二氧化锰组成。 在旧电池中，它通常几乎是干的。 将其刮擦、晾干、研磨成粉末并加入某种胶水。 将这种混合物铺在金属面的一张“银色”纸上，晾干，然后将纸切成火柴盒大小的长方形。 折叠一堆矩形，使纸在底部，金属在中间，石膏在顶部。 将电线连接到桩的顶部和底部，用电工胶带包裹并将所有东西放在火柴盒中，只留下外面的电线。 这是另一种电池选择。 检查她。 您可能会过度干燥传播，然后电池将无法工作。 在这种情况下，要么需要将它短暂地放在蒸汽上以吸收水分，要么可以用盐或氨（氯化铵）溶液稍微润湿糊状物。 自制电池的电流很小。 但是，如果您制作多个电池，检查它们并用铜线连接它们，那么很可能，这样一个组合电池会点亮一个小灯泡，并且自走式玩具的微型电机会开始工作。 并且需要并联。 即正极用正极，负极用负极（希望大家不要忘记用“+”和“-”号标示）。 现在，我将就如何让旧电池继续工作提供建议，这似乎已经走到了尽头。 接收器的电池可能会在有趣的传输过程中“停电”。 或者手电筒会在黄昏时熄灭... 不要急于扔掉电池。 她可以复活。 大多数电池——包括手电筒和接收器——都含有锌杯中的二氧化锰。 玻璃几乎什么都没有发生，二氧化硅很快就被一层干扰电化学反应的物质所覆盖。 要是这个壳能破就好了…… 因此，让我们破坏有用物质周围的有害外壳。 最简单的方法：用锤子或石头敲打电池。 不要太强，以免破坏它，但也不要太弱，以免仍然破坏外壳。 电池会恢复活力，尽管时间不会太长。 有一种复活的方法，而且更可靠。 拿一根钉子和一把锤子，用钉子在锌杯上打一个洞（记住圆形电池只有一个杯子）。 然后将电池浸入水中。 糊状物浸泡在水中，更容易渗入二氧化锰的颗粒。 因此，您可以将电池寿命延长约三分之一。 而如果你有时间、耐心和儿童铁路的变压器，那么旧电池可以充电。 但前提是没有破损，里面的糊没有完全干透。 在这种情况下，使用指示器罐，确定变压器的“正”和“负”在哪里（这不危险，电压低），将“正”连接到变压器的“正”电池，“减”到“减”并放置一两个小时充电。 留意设备上的红灯。 如果亮起，立即关闭设备：电池发生短路，无法再充电。 对于进一步的实验，您需要明显好的电池，新电池或自行修复的电池。 使用扁平电池（用于手电筒）更方便。 在下一个实验中，您将需要两个，并串联连接 - 一个“加”到另一个的“负”。 取两条十厘米长的金属条。 例如，您可以从锡或薄铝上切割它们。 在一侧，在板上打小孔并将电线穿过它们。 如果电线是绝缘的，那么不要忘记在它们与金属接触的地方剥掉它。 把唱片浸在一个小罐子里，比如蛋黄酱。 它们之间的距离应该很小，几毫米。 为了不让它们接触，在顶部和底部放一块橡皮泥。 将唱片直接挂在电线上，以及如何修复它们 - 请自行解决。 将水倒入罐中，涂上任何墨水，使液体不透明。 将电线连接到电池。 一两分钟后，盘子之间的液体会逐渐变淡。 深色颗粒会聚集在罐子中间的底部。 顶部形成脏泡沫。 墨水的成分中含有非常小的染料颗粒。 在电的影响下，他们团结起来，粘在一起。 重的颗粒当然会沉到底部。 但其中一些与泡沫一起漂浮到顶部：在电流的影响下，它们被水形成的气体吸收。 这就是电可以净化脏水的方式。 诚然，此过程非常昂贵，因此在特殊情况下使用。 但是这种来自水的气体是什么？ 在水流的影响下，水究竟发生了什么？ 我们从经验中学到了这一切。 在一个厚壁玻璃杯中，从底部几厘米处插入一个用胶合板切出的圆圈，上面有两个圆槽，其宽度正好可以让一支简单的铅笔紧紧地插入其中。 在插槽旁边，用锥子戳两个小孔，细绝缘线可以进入其中。 将两半磨得很好的铅笔插入槽中。 在未完成的另一端，用小刀切出凹口，使手写笔露出，然后缠绕电线的裸露端。 铜脉应紧贴铅。 用电工胶带把它们包起来，如果你有橡皮管，那就把它从上面拉过来，这样绝缘肯定是可靠的。 将圆圈插入玻璃杯中，使铅笔的尖头竖起（但不要高于玻璃杯边缘），将此结构放在盘子上，然后将洗涤苏打溶液倒入边缘（每杯两茶匙水）。 将相同的溶液倒入两个试管或高脚瓶中。 取一根试管，用手指将其合上，将其翻转过来并放入玻璃杯中。 在水下，将试管放在铅笔上。 对第二个管子做同样的事情。 串联三个电池（一个的“正” - 到下一个的“负”），并将来自铅笔的电线连接到极端电池。 设备已开启。 严格来说，玻璃杯叫电解槽，苏打水叫电解液，铅笔叫电极，电解槽里发生的事情就是电解。 但是那里发生了什么？ 水含有带电的氢粒子。 它们向正极移动。 在连接到电池“正极”的铅笔附近，氢气气泡升起。 第二支铅笔有另一种气体的气泡——氧气。 当收集到一整管氢气（它会置换几乎所有的水）时，小心地将其从溶液中取出，不要翻转，带上一根火柴：氢气会像鞭炮一样燃烧起来并爆裂。 然后用手指在水下用氧气覆盖试管，将其取出，将其翻转并将熄灭但仍在阴燃的碎片放入其中：在氧气存在下它会再次点燃。 原来水在电的作用下分解成氢气和氧气。 这种特性常被用来产生氢气（空气中有足够的氧气）。 但是为什么要放苏打水呢？ 只是为了加快体验。 水是一种非常差的电导体，如果没有苏打水，我们的体验就太长了。 使用相同的设备，再次重复实验，用食盐代替苏打水。 和以前一样，在一个试管中会出现氢气，在另一个试管中会出现黄绿色氯气。 您还记得化学语言中的食盐叫什么吗？ 氯化钠。 实际上，氯是有毒的，但是您可以摄入非常少量且安全的氯。 用手指将装有氯和盐溶液残留物的试管封闭，从水中取出，翻转并摇动数次。 在试管中——氯水，一种很强的氧化剂。 要验证这一点，请将此水添加到弱墨水溶液中 - 它会立即变色。 在负极附近滴少许酚酞溶液。 他会脸红。 所以，它也变成了碱。 真碱，又强又常用——烧碱。 原来，在电流的作用下，普通盐溶液立即给出三种有用的物质——氢气、氯气和烧碱。 食盐，我们都认为它是食物必不可少的调味料，在工业上也受到高度重视：它是一种非常重要的原材料。 现在我们将用食盐溶液进行另一个实验。 诚然，对于行业而言，这并不重要，但它看起来比前一个漂亮得多。 其实，他和他并没有太大的区别。 这次只是用一根简单的铅笔代替石板电极，取铜电极。 它们可以是薄铜板，或者更简单，切割两个矩形铜箔。 沿着小塑料槽或搪瓷托盘的边缘垂直放置红铜矩形。 将食盐溶液倒入浴缸中（水和盐的比例并不重要）； 让这个解决方案覆盖矩形的一半多一点。 然后，用两根电线，将铜电极连接到手电筒电池的正负极。 体验开始了。 观察电解槽中发生的情况。 首先，与之前的实验一样，两个板附近都出现了小气泡。 没错，这次没有形成氯气 - 两个电极都释放出氢气。 并且即使是现在也能检测到负极的碱。 但最有趣的还在前面。 大约五到十分钟后，液体中会出现绿色薄片。 绿色氯化铜是由氯化钠形成的（但不是立即形成的，而是通过整个转化链形成的）。 然而，这还不是全部。 让设备保持开启状态，大约一个小时后再回来使用它。 你会看到溶液变黄了，底部出现黄色沉淀。 出现在电极上的碱与其中一种铜化合物发生反应，形成一种非常薄的沉淀物，颜色逐渐从黄色变为红色。 这种颜色变化在加热时发生得更快，但在这种情况下没有必要，因为我们的电解质在电流的影响下会自行加热一点。 最终，红色沉淀与黄色混合，在浴槽底部形成褐色物质。 可能这种体验不会走到尽头，转换会在中间某处中断。 最有可能的原因是电池在操作过程中“坐下”。 只怕复活也无法让她恢复到之前的实力，这对于这次经历来说，简直是必须的。 所以用新电池更换旧电池。 还有一个我建议你做的观察。 实验后仔细检查两个电极。 它们将被花朵覆盖：一个是黑色的，另一个是绿色的。 我们将学习如何有意地在铜上制备这种彩色薄膜，但我们稍后再做。 在下一个电实验中，我们将溶解金属。 但是由于这样的活动本身意义不大，所以让我们这样做：我们将金属溶解在某个地方，以便在一块金属中获得通孔。 换句话说，我们将使用电流钻金属。 准备食盐的饱和溶液并将其倒入碟子中。 用电线将电池的正极连接到一些薄金属板上，例如剃须刀片。 确保电线紧贴金属。 从盐实验中取一根带缺口的铅笔和电线，将电线连接到电池的负极。 折断削尖的铅笔芯，用针将其挖深一点，形成一个半毫米深的缺口。 将刀片放入装有盐溶液的碟子中，然后用铅笔触摸金属。 断线一靠近剃须刀，就会出现氢气泡。 刀片将开始溶解。 十分钟后，其中形成了一个通孔。 如果您不使用剃须刀，而是将铝箔纸放入碟子中并取出一块新电池，那么该孔将在几秒钟内出现。 可以稍微修改一下体验 - 不要将剃刀或箔片放在装有溶液的碟子中，而是将它们放在干燥的地方。 但是你必须将铅笔浸入盐中，并且你必须在孔所在的地方滴水。 有时需要用干净的布擦拭金属并滴上一滴新水。 锡罐中的锡以这种方式足够快地钻孔。 更厚的金属需要更多的电流。 好吧，在这种情况下，并联连接的不是一个，而是两个甚至三个电池（“加”到“加”）。 并且不要忘记清洁孔，然后滴入淡水并将铅笔浸入盐中。 还有一个电化学钻头：来自带针头的医用注射器。 在注射器中加入盐溶液。 将倒置的玻璃杯放入盘子中，将剃刀或某种盘子放在底部的电池“正极”上，然后将第二根电线连接到电池的“负极”。 将其另一端缠绕在注射器针头上。 慢慢地向下压活塞，一股细细的溶液在电流的帮助下会迅速钻穿金属。 现在让我们用一层另一种金属覆盖一种金属。 例如，白铁配红铜。 等一下，您已经将一根钉子浸入了蓝色硫酸溶液中，它被铜变成了红色。 那么为什么是电流？ 然后，如果没有它，铁上的铜层会变得松散、脆弱：如果用抹布擦它，它就会剥落。 我们需要金属长时间留在金属上。 工厂中的镀铜和其他类似操作通常在浴槽中进行，在浴槽中倒入合适的溶液并在电流下降低零件。 但这并不总是可能的。 如果您需要用金属覆盖船舶的镀层怎么办？ 在这种情况下，会发明特殊设备。 就像你现在做的那样。 拆开一支损坏的钢笔（不是圆珠笔，而是用墨水书写的），然后推出用钉子固定钢笔的装置。 在墨水瓶中，吸取浓硫酸铜溶液。 去除软绞线的绝缘层，将线束紧紧插入笔所在的位置。 铜拉丝装置准备就绪。 让我们注意要绘制的内容。 任何金属板，最好是钢，都应该用砂纸打磨至闪亮，清洗并放入洗涤苏打溶液中，该溶液应煮沸几分钟，这样板材表面就不会留下污垢。 然后再用清水冲洗一遍，将极板用导线接到蓄电池的负极上。 将从笔中伸出的一束电线连接到正极 - 然后开始工作。 慢慢地把“笔”划过板子，它就会在你眼前镀上一层铜。 留意浸在液体中的电线。 当液体用完时，收集一份新的硫酸铜溶液； 但是，为简单起见，您可以不时将笔浸入溶液中。 但无论如何，请确保电线不接触板：它们之间应该始终有一层液体。 如果用红色金属盖住钉子或织针，则需要一点时间，一节电池就足够了。 播放一张唱片需要更多时间，一块电池可能不够用。 好吧，取两个串联的电池（“正”到“负”）； 第三个将毫无用处。 涂上铜层后，将板擦干并用柔软的羊毛布擦干。 铜会发光，就像抛光的铜会发光一样。 但铜暂时大放异彩。 旧的铜和青铜物体（青铜中含有铜）被绿色涂层覆盖。 有时他们试图摆脱它，有时相反，他们保护它。 例如，在古代雕像上。 如果你愿意，你可以在一两个小时内而不是一年或一个月内，而是在一两个小时内做出古色古香的感觉。 并且还借助电力。 从之前的实验中取出一块铜箔或一块铜板。 连接电线（如果您要处理箔纸，则在其上穿一个孔用于接线），将其放入苏打溶液中煮沸。 用水冲洗并浸入醋的稀溶液中，这样干净的铜表面才不会在空气中氧化。 在一杯水中，搅拌两茶匙氨水（氯化铵）直至溶解。 将导体旁边的醋板取下，用流水冲洗，注意不要用手接触铜片。 浸入氨溶液中，将导体连接到电池的正极。 将任何其他铜物体（不一定是纯铜）连接到负极。 很快盘子就会覆盖上一层哑光红色。 五分钟后，用电线将其取下，不要用手触摸它，将其挂在桌子上。 用下面的盘子或托盘代替，这样溶液的残余物就不会滴到桌子上。 一小时后，红色层会变成翠绿色。 这种绿色涂层称为铜绿。 甚至是高贵的古铜色。 当铜绿经过数十年和数百年缓慢发展时，它会持续很长时间。 我们在一个小时内得到了她，她的生命是以小时计算的。 要使铜绿保持更长的时间，请用一些无色清漆（例如，硝基清漆）覆盖它。 我不能保证一个世纪，但我保证一年的生命...... 不仅铜绿赋予金属产品高贵的古典色调。 随着时间的推移变黑的银看起来也很漂亮，艺术鉴赏家永远不会允许银首饰被抛光到闪闪发光：让黑色留在上面。 而且niello被专门应用在一些产品上，尤其是镂空的产品，让细节显得更加分明和浮雕。 当然，没有人会允许我们用珍贵的银子做实验，我们自己也不会这样做：您永远不知道珠宝会发生什么！ 您还可以使铜、黄铜和青铜物体变黑。 如果你自己或你认识的人喜欢追光，你可以用黑镍覆盖被追光的首饰。 然而，任何铜或黄铜板都适用于该实验。 黑化溶液的成分非常简单：将 5 克连二亚硫酸钠（来自 photoshop）溶解在大约一汤匙水中，然后加入半汤匙多一点的普通 9% 醋。 在此溶液中发现黄色浑浊悬浮液不要感到惊讶。 这是理所当然的，因为在次亚硫酸盐醋的作用下，其中所含的硫被释放出来。 拿一个足够大的平底锅，让你的铜板或黄铜板放在上面，放在边缘。 平底锅内倒入水，烧开后放盘子盖上，用洗衣粉彻底洗净。 现在开水冒出的蒸汽会一直加热盘子，如果你用之前准备好的淡黄色混合物涂抹它很快就会变黑。 自己选择实验的时间：时间越长，颜色越深。 颜色可能是棕色而不是黑色。 这意味着您需要稍微增加初始混合物中次亚硫酸盐和醋的量（或减少水量）。 这个反应的解释很简单：铜与硫反应生成一种叫做硫化铜的黑色物质。 当获得这种化合物时，有必要从平底锅中取出发黑的盘子并冷却，然后用干净的布蘸上某种洗碗剂或至少用牙粉擦拭。 这是一个非常有用的操作，因为它可以让您去除多余的黑色并使凸起的区域变亮，从而使绘图清晰而庞大。 经过这样的澄清后，用软布蘸上某种抛光液来抛光物体是很有用的，但这已经由您自行决定了。 如果您只是想熟悉黑化，那么您可以不抛光。 如果您决定让一件美丽的东西变得更加优雅，那么您几乎不需要花时间来使它如他们所说的那样光彩夺目。 在下一个实验中，使用电化学，我们将直接从溶液中制造一些小东西。 这称为电铸。在零件形状非常复杂且无法以任何其他方式制造的情况下，它非常有用。 比方说，留声机唱片的副本 - 如何准确地传达凹槽的形状，甚至肉眼也难以察觉？ 你我也许无法复制留声机唱片。 请制作某种图案或字母组合，即您的姓名首字母。 从蜡烛中取出一块蜡或石蜡，将表面适当抹平； 你可能需要在温水中稍微加热它。 在光滑的区域，用细针划一个浅图案：图案、字母 - 随心所欲。 从简单的铅笔上取下铅芯并尽可能细地压碎。 用软刷在图画上涂抹石板粉。 在涂有石墨的表面，沿边缘压两根细铜线并将它们连接在一起。 将这个石膏挂在玻璃杯或罐子里。 将铅笔或棍子放在容器的边缘并将铸件挂在它们上面会更方便 - 在螺纹或连接在一起的电线上。 并在它的两边，挂上任意两块铜板，至少是几片铜箔。 将它们的电线连接到电池的“正极”，将石墨涂层铸件的电线连接到“负极”。 将硫酸铜溶液倒入容器中（在一杯水中加入一汤匙），然后在法庭审理案件时做其他事情。 铜将沉积五个小时，甚至更长时间。 它可能会更快，但它的层会很脆弱。 因此，请耐心等待。 你不需要超过一个电池，如果它不是很新，也没关系...... 几个小时后，断开电池的电线，小心地取出石蜡或石蜡。 轻轻地将其放入热水中。 可延展的材料会熔化，你的手中就会有一个薄薄的铜图案。 把他从电线上撕下来，实验就结束了。 作者：奥尔金 O.M.
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