Движением ионов (как увидеть ионы)

Наблюдение за движением ионов

Для кратковременного протекания этого опыта необходимо напряжение постоянного тока примерно 100 В, которое обеспечивает выпрямитель универсальный ВУП-2 Ч Однако по правилам техники безопасности допускается использование такого напряжения постоянного тока, если электролит закрыт.

По этой причине имеющийся в школах старый вариант «Набора для опытов по химии с электрическим током» может быть пригоден к использованию лишь при наличии предохранительной крышки к сосуду с электролитом.

Рис. 1. Прибор для наблюдения за движением ионов:

1 — реактор, 2 — электроды, 3 — воронка с длинным отростком.

Рис. 2 . Установка для проецирования на экран движения ионов в электрическом поле (опыт в студне).

Демонстрация опыта по наблюдению за движением ионов

Для демонстрации этого опыта служит специализированный прибор (рис.), выполненный в виде Ш-образной трубки-реактора 1 с боковыми отростками.

Трубку заполняют раствором электролита с массовой долей нитрата калия или нитрата натрия 1% и закрывают пробками с электродами 2.

В среднюю часть реактора через воронку 3 с длинным отростком помещают кристаллик перманганата калия.

Наблюдают окрашивание раствора в нижней части трубки. Прибор соединяют с источником постоянного тока типа ВУП-2 (напряжение 100 В).

Через 10 мин наблюдают смещение окрашенного столбика к аноду.

При отсутствии такого прибора можно продемонстрировать движение ионов в электрическом поле, используя проекцию опыта на экран (рис. 2).

Направленное движение ионов под действием электрического поля осуществляют не в воде, а в студне крахмала, в котором содержится электролит (10°/о-ный раствор Na₂SО₄), благодаря чему система приобретает устойчивость по сравнению с жидкостью [2].

В чашку Петри помещают два медных электрода в виде пластинок или провода сечением 3— 5 мм и фиксируют их клейкой лентой.

Сбоку от них для удобства наблюдения также с помощью прозрачной клейкой ленты обозначают полюса (+ и —), т. е. анод и катод.

Между электродами наливают свежеприготовленный прозрачный и легкоподвижный крахмальный клейстер, в который добавляют несколько капель сульфата натрия.

Между электродами посередине помещают нить, смоченную раствором [Cu(NH₃)₄]CrО₄ хромата тетраамина меди (II).

Чашку Петри помещают на стекло графопроектора и включают постоянный ток через выпрямитель ВС-24М (В-24).

Проецирование на экран обеспечивает хорошую видимость для всех учащихся класса.

Опыт непродолжительный — через 1—2 мин наблюдают движение ионов в виде окрашенных полос:

1. Голубой [Cu(NH₃)₄]²⁺ — к катоду.
2. Желтой (СrO₄)^2- — к аноду.