СПОСТЕРЕЖЕННЯ ЗА РУХОМ ІОНІВ

Під впливом електричного струму іони рухаються до того або іншого електроду. Як виявилося, найшвидше рухаються іони водню, дещо повільніше — гідроксид-іони. Досить цікаво спостерігати рух кольорових іонів.

Рух іонів водню. Покладіть на скляну пластинку фільтрувальний папір, змочений 5%-ним розчином хлориду натрію, до якого добавлено кілька краплин лакмусу. На фільтрувальний папір покладіть на відстані 6—8 см один від одного електроди у вигляді мідних пластинок, притисніть їх до фільтрувального паперу затискачами і приєднайте до джерела

53

електричного струму з напругою 10—12 В. Посередині фільтрувального паперу покладіть товсту нитку, добре змочену соляною кислотою.

Під впливом електричного поля іони водню рухатимуться в напрямі до катода. Про це свідчить переміщення червоної смужки.

Рух гідрокси д-Іоні в. Щоб спостерігати рух цих іонів, нитку змочіть розчином їдкого натру або калі, а фільтрувальний папір — розчином хлориду натрію з кількома краплинами фенолфталеїну. Спробу виконайте так само, як і попередню. Під впливом електричного струму малинова смужка переміститься в напрямі до анода.

Рух кольорових катіонів. Як і в попередніх спробах, змочіть фільтрувальний папір розчином безбарвного електроліту (хлориду натрію). Серед кольорових катіонів досить рухливими є іони заліза (III) Fe3+, тому нитку змочують розчином хлориду заліза (III).

Жовто-бура смужка рухатиметься в напрямі до катода.

Так можна спостерігати рух іонів міді, нікелю, комплексного іона [Cu(NH3)4]2+та ін.

Рух кольорових аніонів. Щоб спостерігати рух іонів, наприклад Сг2072- і Мп04~, змочіть нитку розчином дихромату калію або перманганату калію.

Одночасний рух іонів протилежних зарядів. Змочіть фільтрувальний папір водним розчином нітрату калію чи сульфату натрію (або подвійної солі сильного лугу і сильної кислоти), до якого добавлено кілька краплин нейтрального розчину лакмусу. Вмикнувши струм, ви побачите, як від катода в напрямі до анода починає рухатися синя смужка (гідроксид-іони), а назустріч їй — червона (іони водню).

«ЕЛЕКТРИЧНЕ ПЕРО»

«Електричним пером» можна писати без чорнила, та ще й різними кольорами. Дослід грунтується на явищі електролізу.

Розчином сульфату натрію (10%-ним), до якого добавлено кілька краплин фенолфталеїну, змочіть фільтрувальний папір. Вологий папір покладіть на скло і притисніть до нього збоку по всій довжині мідну пластинку, яку з’єднайте з позитивним полюсом джерела струму з напругою 6—12 В.

З негативним полюсом джерела струму з’єднайте мідний штирок діаметром близько 2 мм, вставлений в дерев’яну паличку, і повільно ведіть, ледь натискуючи ним, по вологому паперу. (Можна використати і перо з учнівською ручкою). У місцях дотику «пера» до паперу відбувається електроліз водного розчину сульфату натрію. Біля негативно зарядженого електрода (катода) утворюється їдкий натр, що й забарвлює фенолфталеїн в малиновий колір.

54

Для проведення цього досліду як чорнило можна використати й інші рідини. Якщо, наприклад, до розчину солі додати іншого індикатора, колір чорнила зміниться.

У приладі можна змінити заряд електродів: «перу» надати позитивного заряду (анод). Тоді можна писати, наприклад синім «чорнилом». Для цього папір слід змочити розчином йодиду калію, добавивши до нього крохмального клейстеру.

ЕЛЕКТРОЛІТИЧНЕ «ДЕРЕВО»

Приготуйте 10%-ний розчин хлориду цинку. Щоб запобігти гідролізу при розчиненні солі у воді, до неї додають кілька крапель соляної кислоти. Коли рідина все-таки залишається каламутною, її слід профільтрувати. Використовують лише прозорий розчин хлориду цинку. У розчин занурюють пластинки-електро-ди (мідна — анод, цинкова — катод) і з’єднують їх з джерелом постійного струму напругою 10—12 В. Через 5—10 хв на поверхні цинкового електрода з’являються кристали цинку у вигляді дендритів (ниток), які ростуть і утворюють химерні гілки.

Зрозуміло, що цинкові нитки не повинні стикатися з анодом.

Електролізу можна піддавати й 10%-ний розчин ацетату свинцю. Катодом у такому випадку буде цинкова пластинка-деревце, а анодом — свинцева пластинка. Через кілька хвилин після того як почнуть пропускати постійний електричний струм, красиві кристали свинцю перетворюють цинкову пластинку в гіллясте дерево.

Особливо ефектно виглядає таке дерево, коли електролізер освітлювати.

МЕТАЛЕВА КВІТКА

Щоб покрити природні об’єкти (наприклад, квітки) металевою оболонкою, треба перш за все спеціально підготувати поверхню— металізувати, зробити її електропровідною. Гіпсові відливки (плоди тощо) для цього можна натерти графітовим порошком. Якщо дослід проводиться з квітками, жуками, використовують мокрий спосіб металізації.

Приготуйте розчин 5 г нітрату срібла в 50 г етилового спирту. Щоб запобігти розкладанню солі срібла на світлі, розчин зберігайте в закритій склянці з темного скла. Старанно змажте цим розчином об’єкт, наприклад, квітку, або занурте її в розчин на кілька хвилин. Вийнявши квітку з розчину, висушіть її на сонці. Через деякий час її поверхня потемніє. Це означає, що виділяється металічне срібло.

До пелюсток квітки приєднайте тоненькі мідні дротинки, кінці дротинок з’єднайте.

Налийте в хімічний стакан 100 мл дистильованої води, добавте 25 г мідного купоросу і 1 г концентрованої сірчаної

як

До стоку /

Мал. 18. Добування концентрованої азотної кислоти в лабвраторії.

кислоти. Навколо катода (квітки) закріпіть мідний анод, зігнутий у вигляді циліндра, або розмістіть кілька окремих електродів. Електроди з’єднайте з джерелом постійного струму напругою З В. Таким джерелом може бути батерейка від кишенькового ліхтарика. На поверхні катода осаджується мідь. Коли утвориться достатня оболонка металу, вийміть квітку з електролітичної ванни, добре промийте водою, висушіть і покрийте лаком.