Και μια χημική μέτρηση της ταχύτητας

ΟΤΑΝ ΠΑΝΤΡΕΥΕΤΑΙ Η ΧΗΜΕΙΑ ΜΕ ΤΗ ΦΥΣΙΚΗ ΚΑΙ Η ΜΗΧΑΝΙΚΗ ΜΕ ΤΟΝ ΗΛΕΚΤΡΙΣΜΟ

ΥΛΙΚΑ ΠΟΥ ΑΠΑΙΤΟΥΝΤΑΙ :

  Ένα φύλλο χαλκού ή μια πλακέτα από αυτές που κάνουμε τα κυκλώματα 10Χ10 cm2

  Ένα φίλτρο του καφέ.

  Λίγο χλωριούχο αμμώνιο NH₄Cl

  Λίγο σιδηροκυανούχο κάλιο K₄(Fe(CN)₆)

  Μία πηγή εναλλασσόμενης τάσης 6-8V. Δηλαδή έναν μετασχηματιστή 220-6

  Δύο καλώδια με κροκοδειλάκια

  Ένα καρφί

ΕΚΤΕΛΕΣΗ:

Σε ένα μικρό φλιτζάνι βάζουμε νερό, μια μικρή κουταλιά χλωριούχο αμμώνιο και μια μικρή κουταλιά σιδηροκυανούχο κάλιο. Ανακατεύουμε καλά. Παίρνουμε ένα φίλτρο του καφέ, το ανοίγουμε ώστε να σχηματιστεί μονό και το βάζουμε πάνω από το φύλλο χαλκού. Στη συνέχεια το βρέχουμε με το παραπάνω διάλυμα. Συνδέουμε το ένα άκρο του μετασχηματιστή με το φύλλο του χαλκού ( με τη βοήθεια του καλωδίου ) και το άλλο με ένα καρφί. Μετακινούμε με το χέρι μας πάνω στο φίλτρο του καφέ, το καρφί και παρατηρούμε ότι αφήνει μια διακεκομμένη γραμμή.

ΕΡΜΗΝΕΙΑ:

Όταν το καρφί είναι θετικό και η πλάκα του χαλκού αρνητικό, στο καρφί έρχονται ιόντα Cl- που παράγονται από την ηλεκτρόλυση του:

Έτσι στο καρφί δημιουργείται FeCl₃.

O τριχλωριούχος σίδηρος αντιδρά με το σιδηροκυανιούχο κάλιο και δημιουργεί το κυανούν του Βερολίνου (Fe₄ (Fe(CN)₆)₃ ) που αφήνει ένα σημάδι.

4FeCl₃ + 3K₄(Fe(CN)₆) ® Fe₄ (Fe(CN)₆)₃ + 12KCl

Αν αντίθετα το καρφί είναι αρνητικό και ο χαλκός θετικός, στο χαλκό δεν δημιουργείται τριχλωριούχος σίδηρος και κατά συνέπεια ούτε κυανούν του Βερολίνου και έτσι δεν αφήνει σημάδι.

ΕΦΑΡΜΟΓΗ:

Μετράμε σε μια ορισμένη απόσταση τις κουκίδες στο χαρτί. Εμείς μετρήσαμε 13 σημάδια στα 3cm. Γνωρίζουμε ότι η συχνότητα της εναλλασσόμενης τάσης του σπιτιού μας είναι γύρω στα 50Hz. Άρα η περίοδος είναι 0,02s. Έτσι ο χρόνος που διαγράφει το καρφί τα 3cm είναι 13Χ 0,02s=0,26s. Άρα η ταχύτητα του καρφιού θα είναι:

V=3/0,26cm/s=11,5cm/s

Επιστροφή στην αρχή