Опыты в электрических разрядах

Опыты в электрических разрядах

Цель опыта экспериментально научиться обращения с электроприборами для получения некоторых газообразных веществ.

Получение озона в лабораторных условиях

Получение озона из кислорода — один из опытов в тихих электрических разрядах.

В настоящее время до выпуска промышленного набора для опытов с высоким напряжением можно использовать самодельные установки для получения озона.

Ниже дано описание наиболее удачных вариантов таких установок.

Установка, показанная на рисунке 2, может быть использована для получения озона из воздуха или кислорода.

Реактором служат стеклянная трубка 1 с двумя отростками и электроды из набора НДХП. Расстояние между электродами 1 см.

Электроды 2 соединяют с клеммами «Разряда-1», который подключают к выпрямителю 6С-24М (В-24), а затем в сеть.

Ток воздуха создают с помощью водоструйного насоса или аспиратора.

При получении озона из кислорода последний поступает в озонатор под давлением из газометра.

Поэтому водоструйный насос или аспиратор в данном случае не подключают.

К трубке-реактору 1 присоединяют сосуд с йодокрахмальным раствором. Переключатели «Разряда- 1» устанавливают на 25 кВ и включают установку в сеть.

В сосуде с йодокрахмальным раствором наблюдают посинение.

При поступлении в школы нового высоковольтного управляемого источника электротока типа ИВУ-30 вместо «Разряда-1» и «Разряда- 1М» используют названный преобразователь.

На рисунке 3 показана установка, которая может быть собрана из деталей набора НЭД. Для получения озона используют соответствующую приставку.

Рис. 2. Получение озона в установке, составленной из деталей набора НДХП:

1 — трубка-реактор, 2 — электроды, 3—«Разряд- 1М», 4— прозрачный кожух.

Пропуская из газометра кислород, показывают отсутствие окрашивания йодокрахмального раствора в синий цвет.

Включают высоковольтный преобразователь и наблюдают изменение окраски йодокрахмального раствора.

Получение оксидов азота из воздуха

Для осуществления этого опыта необходим дуговой разряд, дающий высокую температуру (2800 °С).

Известные ранее для этой цели приборы и установки не могут быть использованы в школе, как не отвечающие требованиям техники безопасности.

Следует также заметить, что в опытах получения оксида азота (II), проводимых с помощью источника высокого напряжения «Разряд-1», изменение окраски дифениламина не является доказательством образования именно оксида азота (II).

Дифениламин изменяет окраску при действии любого окислителя, в том числе озона.

Преимущество ранее выпускаемой камеры для окисления атмосферного азота заключается прежде всего в том, что образование оксида азота (II) обнаруживалось в ней непосредственно по появлению бурой окраски оксида азота (IV).

Именно этот признак делал опыт достоверным и наглядным.

Рис 3. Получение озона в установке, составленной из модулей набора НЭД:

1 — индуктор, 2 — озонатор, 3 — склянка с йодокрахмальным раствором, 4 — кнопка включения прибора.

Рис. 4. Разложение метана в искровом разряде в установке, составлен ной из деталей набора НЭД:

1 — приставка для термического разложения газов, 2 — защитный кожух, 3-трубка для получения метана, 4 — приемник

До выпуска промышленной установки получения оксида азота (II), отвечающей правилам техники безопасности и обеспечивающей необходимые условия для проведения реакции.

Реактор и индуктор, дающий соответствующую температуру и параметры электрического тока, пользоваться самодельными приборами не рекомендуется.

Разложение метана в искровом разряде

Установку собирают из специальных деталей набора НДХП [1] (рис. 4). Реактор 1 разделяют на четыре равные по объему части, отмечая каждую резиновым кольцом, и укрепляют в штативе.

В боковые отростки реактора вставляют электроды 2. Верхнюю часть реактора закрывают пробкой с трубкой и краном (или зажимом) 3.

Нижнюю часть реактора с помощью резинового шланга соединяют с конической воронкой 4, помещенной в кольцо того же штатива.

Подготовку прибора ведут в следующей последовательности. Через воронку 4 наполняют трубку-реактор водой при открытом зажиме 3 до появления капель из отверстия резиновой трубки.

Зажим закрывают и опускают воронку 4до уровня электродов. При этом уровень воды в воронке должен быть на 1 — 2 см выше ее отростка.

Газ (метан), проверенный на чистоту, поступает в реактор через трубку 3, вытесняя воду в воронку.

Когда реактор заполнится до верхнего резинового кольца (деление 1), зажим закрывают.

Подключают электроды к источнику тока «Разряд-1» через выпрямитель ВС-24М. Ток пропускают в течение 1 мин.

Объем газа в реакторе увеличивается, между электродами на стенках трубки-реактора образуется сажа. Образовавшийся водород собирают в пробирку, открыв зажим 3 и подняв воронку 4.

Затем доказывают наличие газа по характерному хлопку при поднесении пробирки к пламени спиртовки или горелки.

Этот опыт в той же последовательности может быть повторен при изучении производства ацетилена из метана.

В этом случае реактор наполняют подкисленным розовым раствором перманганата калия.

Обесцвечивание раствора перманганата калия указывает на образование непредельных углеводородов.

Термическое разложение метана можно осуществить также в приборе, смонтированном из деталей набора НЭД (рис. 4).

В качестве реактора используют специальную приставку 1, которую помещают в защитном прозрачном кожухе 2. Метан пропускают через трубку 3.

В склянку-приемник 4 наливают подкисленный раствор перманганата калия розового цвета. Включают ток с помощью кнопки или тумблера на верхней части индуктора.

Через 1 — 2 мин наблюдают образование сажи и обесцвечивание раствора перманганата калия.

Статья на тему опыты в электрических разрядах