سه شنبه 3 اسفند 1395 - 24 جمادي الاول 1438 - 21 فوريه 2017
این آزمایش، دانش آموزان را قادر می سازد تا مواد الکترولیت و غیر الکترولیت را از هم تشخیص داده و تحقیق کنند که مواد کوالانسی هرگز الکتریسیته را هدایت نمی کنند حتی وقتی که به صورت مایع دربیایند؛ در حالی که ترکیبات یونی در حالت ذوب شده، هادی الکتریسیته ...
عکس نویسنده
عکس نویسنده
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :

کدام مواد، رسانای الکتریسیته هستند؟

 
الکترولیت و غیرالکترولیت

 

این آزمایش، دانش آموزان را قادر می سازد تا مواد الکترولیت و غیر الکترولیت را از هم تشخیص داده و تحقیق کنند که مواد کوالانسی هرگز الکتریسیته را هدایت نمی کنند حتی وقتی که به صورت مایع دربیایند؛ در حالی که ترکیبات یونی در حالت ذوب شده، هادی الکتریسیته هستند.

 

ترتیب و برنامه ریزی آزمایش:

 

این آزمایش به صورت کلاسی می تواند انجام شود و دانش آموزان در دسته های دو یا سه تایی کار کنند. از آنجایی که برای تعیین الکترولیت یا غیر الکترولیت بودن تمام مواد وقت کافی وجود ندارد، بنابراین هر گروه می تواند سه یا چهار تا مورد را بررسی کند و در انتها نتایج با هم به اشتراک گذاشته شود.

 

مواد شیمیایی لازم و ابزارهای آزمایش:

 

الکترولیت و غیرالکترولیت

 

 

محافظ چشم برای هر گروه لازم است!

 

 

هر گروه آزمایشی به وسایل زیر احتیاج دارد:

 

  •   الکترودهای کربنی (گرافیتی) مجهز به نگه دارنده (نکته ی 1 را ببینید)
  •  چراغ بونزن یا  چراغ آزمایشگاهی
  •   سه پایه
  •   سفال سه گوش بریای قرار دادن بر روی سه پایه
  •   توری مقاوم در برابر گرما
  •  تکیه گاه و گیره
  •  تکه های کوچک کاغذ سمباده
  •  سیم های اتصال و گیره های سوسماری
  •  جعبه تغذیه ی 6 ولتی  DC
  •  لامپ برق 6 ولتی
  •  با نگه دارنده (نکته 2 را ببینید)
  •  تکه های کوچک سربی (سمی)، مسی (کم خطر) و یا فلزات دیگر

 

بوته ی آزمایشگاهی شامل نمونه های :

 

  • فنیل سالیسیلات (salol)؛ نام IUPAC این ماده، فنیل دو هیدروکسی بنزوات است. از ویژگی های این ماده، سوزش آور بودن و خطرات آن برای محیط زیست است.
  •  پلی اتیلن
  •  موم (کم خطر)
  •  شکر (کم خطر)
  •  کلرید روی (خورنده و خطرناک برای محیط زیست)
  •   یدید پتاسیم (کم خطر)
  •   گوگرد (کم خطر) * این ماده اختیاری است، نکته ی iii را ببینید.

 

نکات فنی

برای دانستن خطرات مواد موجود در این آزمایش به سایت/http://practicalchemistry.org مراجعه نمایید.

 

  i. الکترودهای کربنی باید به تعدادی نگه دارنده مانند نگه دارنده ی پلی اتیلن یا چوب پنبه ی رزینی (لاستیکی) بزرگی متصل شوند تا جایی که امکان هیچ نوع اتصال کوتاهی بین الکترودها نباشد. لازم است که الکترودها به این صورت ثابت شوند تا درون بوته ای که شامل مواد آزمایش است، به خوبی جا بگیرند.

  ii. به جای لامپ برق می توانید از آمپرمتر هم استفاده کنید تا چشمتان اذیت نشود.

 iii. گوگرد یک عنصر غیر فلزی است و ماده ی خوبی برای استفاده در این آزمایش است اما احتمال آتش گرفتن آن و آزاد شدن دی اکسید گوگرد (سمی و سوزش آور) خیلی زیاد است.  خاموش کردن آتش گوگرد دشوار است. اگر چنین اتفاقی افتاد، محل اتش را با پارچه ی نم دار بپوشانید و در محیط بازی قرار دهید تا خنک شود. اگر آموزگار وقت اضافی داشت، به صورت خیلی خیلی آهسته نمونه ی کوچکی از "گل های گوگردی" را حرارت دهد زیرا گوگرد رسانای خیلی ضعیف گرماست و هر گونه حرارت دادن موضعی و متمرکز شده در یک نقطه ی آن می تواند باعث آتش گرفتن آن شود! پس باید از هود برای تهویه ی هوای اطراف خود استفاده کنید.

 

الکترولیت و غیرالکترولیت
 
 
انجام آزمایش:
 
قسمت اول:

a)   تمام لوازم مورد نیاز برای آزمایش را مطابق شکل بالا اماده کنید؛  اما بوته در قسمت بعد مورد استفاده قرار خواهد گرفت.

b)   یکی از فلزات را انتخاب کنید و با نگه داشتن الکترودها در اتصال به فلز مورد نظر خود، متوجه خواهید شد که الکتریسته را هدایت می کند یا نه.

c)    نتایج خود را با here (148 KB) , http://practicalchemistry.org/  مقایسه کنید.

d)   جریان را قطع کنید.

e)  یکی از مواد جامد درون بوته را انتخاب کنید. الکترودها را تا جایی که به خوبی در ماده ی جامد فرو برده شوند، پایین ببرید و بعد الکترودها را در محل محکم کنید.

f)   جریان را وصل کرده و ببینید که ماده جامد، الکتریسیته را هدایت می کند یا نه.

g)  جریان را قطع کنید.

h)  بوته را بر روی سفال سه گوش و سه پایه قرار دهید و بر بالای چراغ گازی تنظیم کنید و الکترودها را در محل مناسب در بالای بوته محکم کنید. نمونه را تا جایی که ذوب شود، به آرامی گرم کنید و سپس شعله ی چراغ گازی را خاموش کنید. در صورت لزوم، الکترودها را قبل از این که دوباره محکم کنید، به سوی ماده ی ذوب شده پایین ببرید.

 

i)    دوباره جریان را وصل کنید، آیا اکنون ماده ی ذوب شده الکتریسیته را هدایت می کند؟

j)    مشاهدات خود را بنویسید.

k)   جریان را قطع کنید، الکترودها را از بوته بردارید و بگذارید خنک شوند.

 l)   الکترودها را با کاغذ سمباده پاک کنید.

m)  مراحل e تا l را باز هم برای تمام موادی که در اختیار دارید، تکرار کنید.

n)    نتایج خود را با دیگر گروه های کلاس مقایسه کرده و جدول خود را کامل کنید.

 

نکته های تدریس:

جامدهای کوالانسی در مدت زمان حرارت دهی کوتاهی ذوب می شوند. تحت هیچ شرایطی، گرم کردن نباید طول بکشد؛ در غیر این صورت ممکن است مواد داخل بوته تجزیه شوند و / یا بسوزند. باید به دانش آموزان راجع به آتش گرفتن این مواد هشدار داده شود تا اگر این اتفاق افتاد، با پارچه ای نم دار آن را بپوشانند. این آزمایش بایستی در یک آزمایشگاه مجهز به سیستم تهویه ی مناسب انجام شود.

بهتر است یک بوته برای هر یک از ترکیبات پودری اختصاص یابد. هر بار که یک جامد به صورت مایع در آمد و خنک شد، خرد شدن یا پودر شدن دوباره ی توده ی به دست آمده دشوار خواهد بود.

کلرید روی در حدود 285 °C  ذوب می شود؛ بنابراین لازم است تا حرارت دادن این ماده در مقایسه با جامدهای کوالانسی کمی طول بکشد. با این وجود، کلر تولید شده از حرارت دادن کلرید روی، سمی است و به محض این که رسانندگی آن مشخص شد، حرارت دادن به این ماده باید متوقف شود. یدید پتاسیم در حدود 675 °C   ذوب می شود، بنابراین برای حرارت دادن این ماده نیز باید زمان زیادی صرف کنید.

 

الکترولیت و غیرالکترولیت

 

برخی از سؤالات دانش آموزان و پاسخ به آن ها:

 

1.      چه نتیجه ای راجع به رسانندگی الکتریکی فلزات می گیرید؟

تمام فلزات، الکتریسیته را به خوبی هدایت می کنند. بایستی این رسانندگی را بر حسب الکترون های "آزاد" واقع در ساختار فلزی توضیح داد.

 

2.      آیا هر یک از ترکیبات جامد، الکتریسیته را هدایت می کنند؟

نه هیچ کدام از آن ها الکتریسته را هدایت نمی کند.

 

3.      آیا هر کدام از ترکیبات ذوب شده، الکتریسیته را هدایت می کنند؟ اگر جواب مثبت است، آن را نام ببرید.

بله، کلرید روی و یدید پتاسیم.

 

4.      چرا برخی مواد تنها زمانی که مایع می شوند، الکتریسیته را هدایت می کنند؟

زیرا برخی مواد یونی هستند، اما رسانندگی الکتریکی تنها وقتی ممکن است که یون ها آزاد و متحرک باشند؛ و این وقتی اتفاق می افتد که جامد ذوب شود.

 

5.      آیا اکنون می توانید تمام مواد موجود در این آزمایش را در دسته های یونی یا کوالانسی دسته بندی کنید؟

 
الکترولیت و غیرالکترولیت

 

فنیل سالیسیلات، پلی اتیلن، موم و شکر کوالانسی هستند.

کلرید روی و یدید پتاسیم یونی هستند.

 


مرکز یادگیری سایت تبیان

تهیه و تنظیم: خدیجه آلچالانلو

 

تلفن : 81200000
پست الکترونیک : public@tebyan.com
آدرس : بلوارکشاورز ، خیابان نادری ، نبش حجت دوست ، پلاک 12

ارتباط با ما

روابط عمومی

درباره ما

نقشه سایت

تعدادبازدیدکنندگان
افراد آنلاین