Allumez la lampe avec une allumette. Expérience de chimie amusante à la maison

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Pour cette expérience, il est plus pratique de prendre une lampe à poser. Débranchez un de ses fils de la prise et allongez-le en n'oubliant pas une bonne isolation.

Prenez un petit tube de verre étroit aux parois fines (le plus simple est d'utiliser des tiroirs en verre aux extrémités étirées). Insérez les électrodes dans le tube à partir des deux extrémités - fils d'un diamètre d'environ 1 mm; fixez-les au tube avec du ruban isolant. Les électrodes ne doivent pas se toucher, la distance entre elles est de 1-2 mm.

Connectez le fil prolongé de la lampe à l'une des électrodes et connectez l'autre électrode avec un fil à la prise libre de la fiche et isolez. Vous obtiendrez un circuit ouvert dans une zone - entre les électrodes. Fixez le tube de verre en position horizontale. C'est assez facile à faire si les fils sont rigides, avec une isolation plastique : serrez le fil et le tube s'y accrochera. La préparation de l'expérience est terminée, vous pouvez allumer la prise du réseau. La lampe, bien sûr, ne brûlera pas.

Allumez la lampe avec une allumette !

Apportez une allumette allumée au tube dans lequel les électrodes sont insérées. Si le tube n'est pas en verre réfractaire, le verre se ramollira et le tube s'affaissera un peu. Et puis la lampe s'allumera, malgré le fait que le circuit soit toujours ouvert. Le fait est que les sels qui composent le verre sont ionisés lorsqu'ils sont chauffés et le verre devient conducteur.

Si l'expérience ne fonctionne pas parce que le tube est large, alors au lieu d'une allumette, prenez une bougie ou une lampe à alcool. Allumer une lampe avec une bougie est aussi une expérience spectaculaire.

Et vous pouvez aussi l'allumer avec du salpêtre fondu. Fixez verticalement un tube à essai, au fond duquel on verse un peu de nitrate de potassium ou de sodium (nitrate de potassium ou de sodium), et abaissez-y deux fils de cuivre. Pour éviter que les électrodes de cuivre ne se touchent, passez-les à travers le bouchon. Connectez la lampe aux électrodes de la même manière que dans l'expérience précédente. Lorsque vous allumez le courant, la lampe ne s'allume bien sûr pas: le nitrate solide ne conduit pas le courant.

Allumez la lampe avec une allumette !

Chauffez le salpêtre jusqu'à ce qu'il fonde à l'aide de pastilles de combustible sec - la lampe clignotera. Les ions qui composaient le réseau cristallin du sel acquièrent une mobilité et le circuit se ferme. La lampe brûlera même après avoir retiré la flamme : le salpêtre en fusion a une résistance électrique élevée et la chaleur dégagée lors du passage du courant maintient le salpêtre à l'état fondu.

De la même manière, vous pouvez expérimenter non pas avec une fonte, mais avec une solution, par exemple, de sel ordinaire. Dans ce cas, mieux vaut prendre des électrodes en graphite. Plongez-les d'abord simplement dans un bocal d'eau, puis ajoutez du sel par petites portions, et la lampe s'allumera de plus en plus.

Soit dit en passant, il est pratique de vérifier la conductivité électrique des solutions de cette manière. Vérifiez, par exemple, comment des solutions de soude, de sucre et d'acide acétique de différentes concentrations conduisent l'électricité.

Et une autre expérience pas tout à fait ordinaire avec une ampoule électrique, mais pas avec une grosse, mais avec une lampe de poche. Fixez-le dans une bande d'étain, pliée à angle droit, et insérez la bande dans un petit bécher de sorte que l'ampoule en verre de l'ampoule soit à l'intérieur du bécher et face au fond du bécher. Connectez l'ampoule à la batterie : la saillie sur la base, connectez sa section la plus externe au pôle négatif et la bande d'étain au positif. Attention : vous ne pouvez pas souder les conducteurs, car pendant l'expérience la soudure peut fondre. Vous devez trouver un contact mécanique ou utiliser une cartouche d'une vieille lampe de poche.

Avant de commencer l'expérience, retirez la lampe du verre et versez-y du nitrate de sodium (le nitrate de potassium ne convient pas dans ce cas; pourquoi - cela deviendra clair plus tard). Placer le verre sur un treillis d'amiante ou une plaque métallique et le chauffer sur la flamme d'un brûleur à gaz ou d'une lampe à alcool ; l'alcool sec n'est pas très pratique, car il est difficile de contrôler la température de la masse fondue. Le salpêtre fond à 309 °C et à 390 °C il se décompose déjà ; Ici dans un tel intervalle et il est nécessaire de maintenir la température. Pour ce faire, modifiez soit la taille de la flamme, soit la distance au verre. Assurez-vous que la masse fondue ne se solidifie pas, même à partir de la surface.

Allumez la lampe avec une allumette !

Abaissez délicatement l'ampoule dans le salpêtre fondu. La majeure partie de la bouteille en verre doit être immergée dans la masse fondue, mais assurez-vous que la partie supérieure de la base, à laquelle le conducteur est soudé, n'entre pas en contact avec le salpêtre - un court-circuit se produira. Maintenez l'ampoule allumée dans le salpêtre pendant environ une heure, puis coupez le courant, éteignez le brûleur et remettez soigneusement l'ampoule. Quand elle refroidit, rincez-la à l'eau et vous verrez que l'intérieur de l'ampoule est recouvert d'une couche miroir !

Nous avons déjà dit que lorsqu'elles sont chauffées, les particules chargées du verre acquièrent une mobilité (c'est pourquoi la lampe était allumée lorsque le tube était chauffé avec une allumette). Les principaux acteurs sont les ions sodium : déjà à des températures supérieures à 300°C, ils deviennent assez mobiles. Le verre lui-même reste complètement solide.

Lorsque vous avez plongé l'ampoule allumée dans la fonte de salpêtre, le verre à partir duquel la canette a été fabriquée s'est avéré être dans un champ électrique : la spirale est le pôle négatif, la fonte qui est en contact avec la bande d'étain est positive. Les ions sodium mobiles ont commencé à se déplacer dans le verre vers la cathode, c'est-à-dire vers la spirale. En d'autres termes, ils se sont déplacés vers la paroi interne du ballon.

Donc, le revêtement miroir est du sodium de l'intérieur ? Oui. Mais comment les ions se sont-ils transformés en métal ?

Les métaux chauds (y compris ceux à partir desquels la spirale est fabriquée) émettent des électrons. De la spirale, ils frappent la surface interne du verre et s'y connectent avec des ions sodium. C'est ainsi que le sodium métallique s'est formé.

Mais pourquoi le nitrate de potassium ne convient-il pas à l'expérience ? Après tout, le nitrate ne semble pas être impliqué dans le processus... Non, c'est le cas. Lorsque l'ion sodium est devenu un atome neutre, un trou d'ion chargé négativement est resté dans le verre. C'est là qu'intervient le nitrate de sodium : dès sa fonte, sous l'effet d'un champ électrique, les ions sodium pénètrent dans le verre et remplissent les trous. Et les ions potassium étant environ une fois et demie plus gros que les ions sodium, ils ne pourront pas pénétrer dans le verre. Dans le nitrate de potassium, la lampe se fissurera tout simplement.

Une telle électrolyse inhabituelle à travers le verre est parfois utilisée en pratique pour obtenir une couche de sodium très pur, ou, plus strictement, spectralement pur.

Auteur : Olgin O.M.

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