Nel 1813 Michael Faraday pose le basi dell'elettrochimica assumendo che il passaggio di corrente elettrica sia dovuto alla presenza di ioni positivi (cationi) e ioni negativi (anioni), ossia di particelle o atomi o raggruppamenti di atomi rispettivamente deelettronati o superelettronati. Questo comporta che il non passaggio di corrente elettrica escluda la presenza di particelle con carica elettrica e porta ad ammettere la presenza di esclusiva di molecole neutre.
Studiare la conducibilità di una sostanza fornisce informazioni sulla natura delle particelle provenienti dai soluti e prove sulla natura dei legami tra di loro esistenti.
Durata: 1 ora
Scopo:
Stabilire la conducibilità o non conducibilità di sostanze pure o in soluzione mediante il conducimetro a comparazione ottica.
Teoria:
Il conducimetro a comparazione ottica è un apparecchio capace di sottoporre a prova di conducibilità 3 soluzioni contemporaneamente utilizzando corrente elettrica alternata proveniente da un trasformatore. Se la sostanza immessa nella celletta (becher) di un circuito è capace di condurre corrente elettrica la relativa lampadina si accenderà e illuminerà con intensità direttamente proporzionale alla sua conducibilità. Se la sostanza non conduce la lampadina non si accende.
Materiale:
- Acqua distillata
- Soluzione acquosa NaCl
- HCl 1 M
- Soluzione acquosa di saccarosio
- Alcol etilico
- CuSO4 0,1 M
- Glicerina
Strumenti:
- Conducimetro a comparazione ottica
- Trasformatore
- Cavetti
Procedimento:
- Prendere i 3 becher del conducimetro e introdurre nel primo circa 30 ml di acqua distillata, nel secondo la soluzione di NaCl e nel terzo la soluzione di saccarosio;
- Inserire i becher negli alloggiamenti del conducimetro e montare i rispettivi elettrodi;
- Collegare il conducimetro al trasformatore con i cavetti e collegare il trasformatore alla rete elettrica;
- Selezionare 12 V e accendere il trasformatore;
- Osservare l'accensione delle lampadine e annotare in tabella;
- Aggiungere a ciascun becher circa 10 ml di acqua distillata e osservare se ciò migliora o peggiora la conducibilità delle sostanze;
- Spegnere il trasformatore e lavare becher e elettrodi, e reinserirli con tre nuove sostanze: Glicerina, Alcol etilico e CuSO4;
- Riaccendere il trasformatore e ripetere le osservazioni e i punti da 5 a 7.
Risultato:
E' possibile compilare una tabella con le osservazioni
Quali sostanze nel loro stato normale conducono corrente elettrica?
Quali soluzioni non conducono corrente elettrica e quali la conducono?
Quali sostanze sono classificabili come elettroliti e quali come non elettroliti?
L'aggiunta di acqua alle varie sostanze solide determina la comparsa di conducibilità?
Perché NaCl conduce e il saccarosio no?
Perché l'aggiunta di acqua alle soluzioni di NaCl e di CuSO4 determina una diminuzione della loro conducibilità elettrica?
Consigli di sicurezza:
Porre l'adeguata attenzione nella manipolazione del materiale elettrico.
Non toccare gli elettrodi e le parti metalliche quando il trasformatore è acceso.
Indossare guanti e camice protettivo per la durata dell'esperimento.
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Bibliografia:
Sperimentazioni allievi Conducimetro - Paravia - scheda n. 53485