很遗憾,我们在上学时的实验课总是少之又少,回想起来,印象最深的一次实验课是在初中,老师带我们切下黄豆大小的钠块放在水面上,那一小块“钠精灵”飞快地在水面上游动,发出“咝咝“的声响,大家感知到钠的反应活性,以及化学的神奇。后来我们知道,钠是非常活泼的金属,起码比铁活泼,你把铁放水里面,短期内基本无现象是吧?钠和水能快速发生反应,生成了氢氧化钠。
今天,我和办公室的小伙伴,自己做了一次电解水的实验,圆了儿时的梦想。这样一个小小的实验,竟然能让两个30岁的男生,耗费近3个小时,兴奋不已。在慨叹小时候为啥没有这样的机会的同时,也在思考以后在家里做实验的可能,或者,往大一点想,建立一个公共实验馆也不错?
好了,看一下每个人都能在家里完成的实验吧!
材料与设备:
一块蓄电池(12V),两根1m长的电源线(2-3平方足以),一个小水槽,两个50ml的量筒,最好还有一个万用表用于检测
实验开始了:
1. 两根电源线的一端分别与蓄电池的正极与负极接好,两根线的另一端拨开约5cm的裸露铜芯,注意,两个活动端要避免接触,防止短路;
2. 水槽里盛半桶水
3. 两个量筒注满水,用手封住口,倒放于水槽中,使量筒的口位于液面以下,松开手,量筒里会保持满水状态(一个大气压能支撑10米高的水柱,所以量筒里的水不会流出);
4. 将两根电源线的活动端分别在水中插入一个量筒内
5. 然后就可以在两个量筒中观察气体产生了,这就是所谓的排水集气法。
大约过了半个小时,与负极相连的量筒顶部,收集了约25ml的氢气,将这个量筒拿出页面,排出水,缓缓地将口由下方转至水平位置,用打火机点火,气体爆燃,发出清脆响亮的爆鸣声,有火焰瞬间喷出约10cm,如果没有做好准备的话,还是有一点吓人的。与此同时,另一个量筒内产生的氧气量较少,可能的原因有两个方面,一方面是产生的氧气量本身较少,另一个是有部分氧气溶解在水中。
下面是一个联想实验:
将两根生锈的钢筋与电源线活动端绑在一起,放入水中半小时,能够发现左边钢筋的铁锈已经除掉大部分,另一个则有更多的附着物。
小结:
1. 所谓的管道防腐技术中的“阴极保护”,大概与第二个实验类似。将要保护的管道与直流电源的负极相连,电源的正极接一块锌片与大地相通,形成回路。由于Fe需要失去电子才能变成+2价,而负极源源不断地提供电子,只要回路正常,Fe就没有机会失去电子,形成保护。
2. 氢气很危险,也正因为如此,现在的气球充的是氦气;
3. 自己动手做实验完全是不一样的感受,如果我中学时代能做这样的实验的话,我.......唉,不说了。