khimie.ru

На вечере интересной химии можно продемонстрировать электрическое «перо», которое пишет без чернил. «Пером» является медный стержень, диаметр которого около 2-3 мм. Конец закругляют напильником, мелкой наждачной бумагой, а затем полируют.

Опыт. Готовят 50-100 г 10%-го раствора сульфата натрия, добавляют к нему 4-5 капель спиртового раствора фенолфталеина и этим раствором пропитывают в стеклянном кристаллизаторе или фотографической кювете лист фильтровальной бумаги размером примерно 20×30 см. лишней жидкости дают стечь. Писать электрическим «пером» можно только на влажной бумаге. Влажный лист кладут на стекло и прижимают с краю по всей длине металлической (медной, алюминиевой или железной) пластинкой. Ее соединяют проволокой, с положительным плюсом батареи, напряжение которой 6-12 В (2-3 батареи карманного фонарика соединяют последовательно). Отрицательный полюс батареи соединяют проводником с «пером» и, не очень нажимая, медленно пишут им на влажной бумаге. Из-под «пера» появляются малиновые знаки.
Когда «перо» затрагивает влажной бумаги, в растворе происходит электролиз. У катода — «пера» — образуется щелочь, а точнее анионы ОН-, которые и окрашивают фенолфталеин.

Лист бумаги можно смочить смесью водных растворов хлорида натрия и роданида калия или аммония. Железный шрифт, гвоздь или ученическое перо соединяют с положительным полюсом батареи и пишут электрическим «пером» на влажной бумаге. Появляются ярко-красные знаки. Объясняется это явление так. На аноде атомы железа отдают электроны, т.е. окисляются:

Fe³⁺ + 3e^— = Fe     (+) Анод.

Катионы Fe³⁺ сочетаются в роданид-анионы. Вследствие этого образуются кроваво-красные роданидни комплексы железа (III):

Fe³⁺ + NCS^— + 5H₂O → [Fe(NCS)(OH₂)₅]²⁺;

Fe³⁺ + 3NCS^— + 3H₂O → [Fe(NCS)₃(OH₂)₃];

Fe³⁺ + 4NCS^— + 2H₂O → [Fe(NCS)₄(OH₂)₂]^—;

Fe³⁺ + 6NCS^— → [Fe(NCS)₆]^3-.

Электрическое «перо» может писать и синими «чернилами». Для этого лист бумаги смачивают в смеси водных растворов хлорида натрия и желтой кровяной соли. Электрическое «перо» и в этом случае соединяют с положительным полюсом батареи. Из-под «пера», что является анодом, теперь появляются темно-синие знаки. Причина этого явления, как и в предыдущем опыте, заключается в том, что на аноде железо окисляется и катионы Fe³⁺ соединяются с анионами гексацианофериту (II). Образуется осадок берлинской лазури:

4Fe³⁺ + 3[Fe(CN)₆]^4- → Fe₄[Fe(CN)₆]₃↓.

Все вышеперечисленные опыты можно проводить несколько иначе. В доску пришпиливают кнопками немалый лист алюминиевой фольги, предварительно соединив проводником одну из кнопок с соответствующим полюсом батареи. А на фольгу кладут меньше по размерам листы бумаги, смоченные растворами. Потом все делают так, как описано выше.

Последние опыты можно с успехом применить для распознавания полюсов у источников электрического тока. Для этого, например, до полоски бумаги, пропитанной раствором сульфата натрия Na₂SO₄ и фенолфталеина, прикладывают два проводника, идущие от источника тока. У проводника, соединенного с отрицательным полюсом, появляется малиновая окраска.