Eksperimen teknikal yang sederhana sangat berguna untuk anak-anak, ini menghabiskan masa bersama, menanamkan kemahiran, dan memahami oleh pereka kecil, asas-asas, bahawa roti, seperti dalam kartun terkenal, tidak tumbuh di atas pokok.
Kali ini, kami memutuskan untuk membuat sumber arus kimia paling mudah, dan cuba memohonnya untuk apa-apa praktikal. Bercakap tentang aplikasi praktikal, adalah wajar mengingatkan bahawa hanya beberapa generasi yang lalu, amatur radio, untuk membekalkan penerima radio dan penguat radio bateri, ditawarkan untuk menghasilkan beberapa jenis sel galvanik atau bateri untuk pengeluaran bebas. Ini adalah unsur-unsur Leklanshe dan Popov [9] ... 18, atau bateri plumbum atau gas gas [1], ms 22 ... 28. Beberapa unsur yang agak tinggi semasa disambungkan ke bateri pijar (filamen pijar tiub radio), berpuluh-puluh elemen kecil, ke bateri anod, voltan yang boleh mencapai 60-80 volt. Bateri "basah" - dengan elektrolit cair dan penjagaan dan penyelenggaraan yang diperlukan.
Jadi sel galvanik, beberapa perkataan "bagaimana?" dan "kenapa?" Arus elektrik berlaku apabila logam berinteraksi. Dalam kes ini, perbezaan potensi yang berbeza (voltan) berlaku. Kembali pada tahun 1793, Alessandro Volta, membina sel galvanik (tiang Volta), menubuhkan aktiviti relatif logam yang diketahui: Zn, Pb, Sn, Fe, Cu, Ag, Au. "Kekuatan" sel galvanik ternyata menjadi lebih besar, lebih jauh selain logam di baris ini berdiri (siri tegangan).
Kemudian, untuk mengatur data, potensi "elektrod hidrogen" diambil sebagai rujukan sifar. Selepas mengukur potensi logam yang dipasangkan dengannya, logam eksperimen telah diatur secara berturut-turut. Jadual yang dihasilkan dipanggil "siri tekanan logam elektrokimia" dan dalam bilik kimia, mesti menggantung di sebelah sistem berkala dan potret Dmitry Ivanovich.
Sebilangan tekanan logam adalah alat yang berguna, dalam kes kita, kita, seperti Alessandro Volta, akan tahu - semakin logam dipisahkan antara satu sama lain, semakin besar ketegangan akan diperolehi.
Dalam eksperimen kami, seperti klasik, kami menggunakan tembaga dan zink.Apabila plat dibersihkan di dalam elektrolit, di antara mereka dan plat zink, tindak balas kimia berlaku, akibatnya caj negatif terkumpul di atas plat dan ia dikenakan secara negatif. Hasil daripada tindak balas yang berlaku di dalam sel galvanik, elektrod zink secara beransur-ansur larut.
Pada elektrod tembaga, semasa operasi sel galvanik, gelembung hidrogen kecil dibentuk yang mengasingkan permukaan tembaga daripada elektrolit. Fenomena ini dipanggil, dalam sel galvanik ia berbahaya, mereka bergelut dengannya. Untuk mengeluarkan hidrogen yang dikeluarkan, bahan yang dipanggil hidrogen dimasukkan ke dalam elektrolit. Dalam peranan mereka sering sebatian mangan, tembaga sulfat. Dalam eksperimen mudah, potassium permanganate farmasi boleh digunakan.
Apa yang kami gunakan untuk percubaan.
Peranti dan bahan.
Untuk pemasangan sel galvanik, sebagai elektrod tembaga, anda boleh menggunakan dawai, dawai, kerajang. Zink boleh diekstrak dari unsur-unsur kering, produk galvanis boleh digunakan. Daripada zink, anda boleh cuba menggunakan elektrod aluminium atau besi. Natrium klorida untuk elektrolit, sedikit wayar pemasangan lembut. Anda pasti memerlukan voltmeter atau multimeter, pemotong wayar, gunting. Sebagai kapal, bekas bukan logam yang sesuai saiz boleh digunakan. Kaca, lebih mudah daripada cawan plastik ringan - mereka lebih berat, lebih stabil, lebih sukar untuk mengetuk. Sangat baik jika ada beban voltan rendah semasa - radio mudah, jam tangan kuarza, dan sebagainya.
"Voltan tinggi" bateri wayar dan skru.
Terpesona dengan kesederhanaan butiran, dan voltan yang agak tinggi diterima, kami cuba memasang bateri seperti itu. Satu pasangan "klasik" logam - tembaga-zink - digunakan di sini. Idea ini ialah menggunakan pengikat tergalvani sebagai elektrod zink. Anggun. Adalah jelas bahawa elemen sedemikian tidak direka untuk operasi jangka panjang - lapisan zink nipis akan cepat larut, bagaimanapun, ini tidak penting untuk eksperimen jangka pendek. Tetapi skru tergilas atau cogs ada di mana-mana.
Kawat juga digunakan sebagai elektrod tembaga - juga bahan yang tersedia secara meluas, sebagai tambahan - pemasangan elemen yang paling mudah dalam bateri - semua unsur disambung secara siri - ditambah satu hingga tolak seterusnya. Dalam kes ini, voltan disimpulkan, arus tetap sama.
Mari bermula.
Selepas memilih bilangan pengikat tergalvani yang diperlukan dari panjang yang dikehendaki, kami mendapati wayar tembaga yang sesuai. Ini adalah dawai penggulungan dalam penebat varnis. Diameter dawai adalah kira-kira 0.5 mm.
Kutub membersihkan penebat varnis, beberapa kali, dengan usaha menarik kawat melalui kulit pengikat berganda berganda bersaiz sederhana.
Kemudian, dia menyiapkan sepasang elektrod - di bawah kepala skru mengetuk diri, dengan ketat membungkus dua atau tiga wayar dan memotong kelebihannya.
Perhimpunan bateri - palung digunakan sebagai bekas untuk ais beku. Anda boleh menggunakan sel-sel daripada gula-gula berkotak, namun, mereka lebih halus. Selepas memasang elektrod di dinding di antara sel-sel, kami mengisi bekas dengan elektrolit. Kami menggunakan penyelesaian garam meja - satu sudu dengan slaid sebanyak 0.5 liter air suam. Untuk mengisi ia adalah sangat mudah untuk menggunakan picagari perubatan.
Kami mendapati beberapa lagi skru untuk elektrod dan menambah unsur ke dalam bateri, itulah yang kami dapat. Voltan pada beban tinggi impedans (rintangan masukan dari voltmeter digital) adalah besar, tetapi pada sebarang beban, namun ketara, ia jatuh dengan ketara.
Cuba lakukan sel galvanik yang serupa (bateri) dengan elektrod yang lebih besar.
Sebagai bekas, kami menggunakan balang separuh liter (dua), plat kawasan yang besar akan sesuai di dalamnya. Sebagai elektrod, kami mengambil foil tembaga nipis dan seng - sisa-sisa kaca dari elemen kilang "kering", dibongkar semasa penghasilan grafit lapisan refraktori.
Kami membersihkan sisa-sisa garam kristal kering dengan berus dawai dan potong dua piring dengan kira-kira gunting dengan kira-kira kawasan yang sama. Dari kerajang tembaga, potong dua jalur serasi. Juga dengan gunting. Kami mendapat dua pasang elektroda, yang dilengkapi unsur-unsur kita, tanpa kelebihan lagi, membongkok tepi mereka pada leher tin.
Dalam bekas yang lebih besar, kami menyediakan elektrolit - natrium klorida, dibubarkan dalam air suam, kepekatan adalah sama, dan unsur-unsur yang disediakan dicurahkan.
Kami menghubungkan kedua-dua unsur secara siri, menggunakan sekeping dawai pemasangan dan dua klip buaya. Jadi, baiklah, voltan bateri hampir dengan "jari" standard, cuba gunakan. Satu elemen dengan voltan 1.5 V digunakan dalam jam tangan elektromekanikal, di samping itu, penggunaan semasa jam tangan adalah sangat kecil dan bateri kami dapat mengalahkannya.
Kami mengeluarkan bateri standard dari jam tangan dan disambungkan ke terminal sekeping wayar pemasangan. Mengamati polariti (plat tembaga - "+", zink - "-"), menyambung jam tangan kami ke bateri sementara, voila! Jam kerja, voltan "tenggelam" hingga 1.3 V. Jam bekerja dengan sempurna selama beberapa jam, sehingga kita semua berbangga (namun ahli sihir!) Kemudian kita letih.
Untuk trek.
Perlembagaan dalaman mana-mana kanak-kanak adalah seperti perhatian pada satu subjek, dia boleh memberi tumpuan tidak lebih daripada 15 ... 20 minit, dan semua kelas dengan anak-anak perlu dirancang supaya mereka sesuai pada masa itu, atau bertukar antara kelas yang berlainan, jika tidak, kedua-duanya akan diseksa.
Sebagai beban, lebih baik memohon sama ada ia bergerak atau bercahaya - angka-angka pada voltmeter mengesan minda, tetapi bukan hati. Di samping jam tangan dan kalkulator, ia pasti akan menyebabkan kekaguman, kerja dari bateri buatan sendiri penerima radio kecil (sebagai pilihan - buatan sendiri!).
Untuk penggunaan jangka panjang, elektrolit sel mesti dilindungi dari habuk dan penyejatan, dan menjaga depolarizer - dengan baik, sekurang-kurangnya menyumbat balang dengan sekeping filem plastik dengan jalur elastik dan menambah kalium permanganat ke elektrolit. Selain itu, lebih baik untuk segera mengumpul elemen Popov yang disebut.
Sebagai tambahan kepada skru penyadapan diri yang tergalvani, ia mungkin menggunakan keluli tergalvani keluli, untuk elemen besar ia lebih mudah - semasa percubaan, anda boleh mendapatkan arus dan kuasa yang penting (bergerak jari anda di udara).
Senarai kesusasteraan yang digunakan.
1. P. Strelkov. Ketahui dan dapat. Jurutera elektrik perintis. Detgiz. 1960 tahun
2. Polosin A.S., V.G. Prokopenko. Bengkel mengenai kaedah pengajaran kimia. Moscow, "Pencerahan", 1989, ms 202,203.