マッチでランプに火をつけます。自宅で楽しい化学体験

マッチでランプに火をつけよう！化学実験

化学の面白い実験

この体験には、テーブルランプを持っていくと便利です。ワイヤーの XNUMX つをプラグから外し、十分な絶縁を忘れずに延長します。

壁が薄い、小さくて細いガラス管を用意します (最も簡単な方法は、端が描かれたガラスの引き出しを使用することです)。電極をチューブの両端から挿入します - 直径約 1 mm のワイヤ。絶縁テープでチューブに固定します。電極は接触しないようにし、電極間の距離は 1 ～ 2 mm にしてください。

ランプから延長したワイヤーを一方の電極に接続し、もう一方の電極をプラグの空いているソケットにワイヤーで接続し絶縁します。電極間の XNUMX つの領域で開いた回路が得られます。ガラス管を水平な位置に固定します。ワイヤーが硬く、プラスチック絶縁体が付いている場合、これは非常に簡単に行うことができます。ワイヤーをクランプすると、チューブがワイヤーを保持します。実験の準備が完了したので、ネットワークのプラグをオンにします。もちろんランプは燃えません。

マッチでランプを点灯させてください！

電極が挿入されているチューブに火のついたマッチを持っていきます。チューブが耐火ガラスでできていない場合、ガラスが柔らかくなり、チューブが少したわみます。そして、回路がまだ開いているにもかかわらず、ランプが点灯します。実は、加熱するとガラスを構成する塩がイオン化し、ガラスが導体になるのです。

管の幅が広いために実験がうまくいかない場合は、マッチの代わりにろうそくまたはスピリットランプを使用してください。キャンドルでランプを灯すのも素敵な体験です。

溶融硝石で点火することもできます。試験管を垂直に固定し、その底に少量の硝酸カリウムまたはナトリウム（硝酸カリウムまたは硝酸ナトリウム）を注ぎ、その中にXNUMX本の銅線を下げます。銅製の電極が接触しないように、コルクの中に通します。前の実験と同じ方法でランプを電極に接続します。電流をオンにしても、ランプは当然点灯しません。固体の硝酸塩は電流を通しません。

マッチでランプを点灯させてください！

乾燥燃料タブレットの助けを借りて硝石を加熱して溶かします - ランプが点滅します。塩の結晶格子を構成していたイオンが移動しやすくなり、回路が閉じます。炎を取り除いた後もランプは燃え続けます。硝石の融解物は電気抵抗が高く、電流が流れる間に放出される熱によって硝石は融解状態に保たれます。

同様の方法で、融解物ではなく、例えば食塩の溶液を使って実験することもできます。この場合、グラファイト電極を使用することをお勧めします。最初にそれらを水の入った瓶に浸し、次に塩を少しずつ加えると、ランプはますます明るく燃え上がります。

ちなみに、この方法で溶液の電気伝導度を調べるのに便利です。たとえば、さまざまな濃度のソーダ、砂糖、酢酸の溶液がどのように電気を通すかを確認してください。

そしてもう一つ、電球を使った、あまり普通ではない体験ですが、大きな電球ではなく、懐中電灯を使った体験です。それを直角に曲げたブリキのストリップに固定し、電球のガラス球がビーカーの内側にあり、ビーカーの底を向くようにストリップを小さなビーカーに挿入します。電球をバッテリーに接続します。ベースの突起の一番外側の部分をマイナス極に接続し、ブリキのストリップをプラス極に接続します。注意: 実験中にはんだが溶ける可能性があるため、導体をはんだ付けすることはできません。機械的な接点を用意するか、古い懐中電灯のカートリッジを使用する必要があります。

実験を開始する前に、ガラスからランプを取り外し、その中に硝酸ナトリウムを注ぎます（この場合、硝酸カリウムは適していません。その理由は後で明らかになります）。ガラスをアスベストメッシュまたは金属板の上に置き、ガスバーナーまたはアルコールランプの炎で加熱します。乾燥アルコールは、溶融物の温度を制御するのが難しいため、あまり便利ではありません。硝石は 309 °C で溶けますが、390 °C ではすでに分解しています。ここでは、そのような間隔で温度を維持する必要があります。これを行うには、炎のサイズまたはガラスまでの距離を変更します。溶融物が表面からでも固まらないように注意してください。

マッチでランプを点灯させてください！

慎重に電球を溶かした硝石の中に下げます。ガラス瓶の大部分は溶融液に浸す必要がありますが、導体がはんだ付けされているベースの上部が硝石と接触しないように注意してください。ショートが発生します。点火した電球を硝石の中に約 XNUMX 時間入れてから、電流を止め、バーナーの火を消し、慎重に電球を運びます。冷めたら水ですすぐと、電球の内側が鏡面層で覆われているのがわかります。

加熱すると、ガラス内の荷電粒子が移動しやすくなることはすでに述べました（管をマッチで加熱するとランプが点灯したのはこのためです）。主役はナトリウムイオンです。300℃を超えると、ナトリウムイオンは非常に動きやすくなります。ガラス自体は完全に固体のままです。

スイッチを入れた電球を硝石溶解液に浸すと、缶の原料であるガラスが電場にあることがわかりました。螺旋がマイナス極で、錫ストリップと接触している溶解液はプラス極です。移動性のナトリウムイオンがガラス内で陰極に向かって、つまりスパイラルに向かって移動し始めました。換言すれば、それらは気球の内壁に向かって移動した。

ということは、ミラーコーティングは内側からナトリウム？はい。しかし、イオンはどのようにして金属に変わったのでしょうか?

熱い金属（らせんの材料を含む）は電子を放出します。らせんからガラスの内面に衝突し、そこでナトリウムイオンと結合します。これが金属ナトリウムの形成方法です。

しかし、なぜ硝酸カリウムは実験に適さないのでしょうか? 結局のところ、硝酸塩はこのプロセスに関与していないようです...いいえ、関与しています。ナトリウムイオンが中性原子になると、ガラス内にはマイナスに帯電したイオンホールが残ります。ここで硝酸ナトリウムが必要になります。硝酸ナトリウムが溶けた状態で、電場の影響下でナトリウムイオンがガラスに浸透し、穴を埋めます。また、カリウムイオンはナトリウムイオンに比べて約XNUMX倍の大きさがあるため、ガラスの中に入ることができません。硝酸カリウムでは、ランプは単純に割れます。

このようなガラスを通した珍しい電気分解は、非常に純粋なナトリウムの層、より厳密にはスペクトル的に純粋なナトリウムの層を得るために実際に使用されることがあります。

著者：オルギンO.M.

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