Лабораторная работа № 38 « Наблюдение химического действия тока»

Определения и обозначения

Химическое действие тока — это изменение вещества, которое происходит, когда электрический ток проходит через раствор. Например, у электрода может образоваться налёт или может измениться цвет раствора. Это понятие помогает отличать химическое действие тока от его других действий, например нагревания.

Электроды — проводники, которые погружают в раствор и соединяют с источником тока. Один электрод соединён с одной частью цепи, другой — с другой, поэтому через раствор может идти ток. Электроды нужны, чтобы соединить раствор с электрической цепью.

Электролит — раствор, проводящий электрический ток благодаря частицам, способным перемещаться внутри него. Не всякая жидкость является электролитом: способность проводить ток зависит от состава раствора. Для опыта выбирают электролит, иначе ток через раствор не пройдёт.

Электролиз — химическое изменение вещества под действием электрического тока. Так называют процесс, при котором во время прохождения тока у электродов или в растворе могут возникнуть новые вещества. Это слово связывает наблюдения в опыте с общим названием химического действия тока.

Как это устроено

Чтобы наблюдать химическое действие тока, нужны источник тока, провода, электроды и подходящий раствор. Источник создаёт ток в цепи, провода соединяют её части, а электроды обеспечивают контакт цепи с раствором. Раствор должен проводить ток, иначе цепь через него не будет работать и ожидаемое химическое изменение не возникнет. Поэтому нельзя считать, что любой раствор подходит для опыта.

Для сборки установки электроды соединяют проводами с источником тока, а затем опускают в раствор. Их не следует сближать до соприкосновения: иначе ток может пойти по короткому пути между электродами, а не через раствор. Перед включением проверьте, что каждый электрод соединён с цепью и погружён в жидкость. Собирать и включать установку нужно только по указанию учителя.

Когда цепь замкнута, ток проходит через электролит. Содержащиеся в нём частицы перемещаются, потому что на них действует электрическое поле, связанное с источником тока. У электродов частицы могут участвовать в изменениях, в результате которых образуются новые вещества. Так электрическое воздействие приводит не только к движению частиц, но и к химическому изменению.

Наблюдения во время опыта могут быть разными: на электроде появляется налёт, раствор меняет цвет или выделяются пузырьки. Каждый из этих признаков может указывать на химическое действие тока, но не обязан появляться во всех опытах. Результат зависит от состава раствора и электродов. Поэтому записывают именно то, что действительно заметили, а не то, что ожидали увидеть.

Чтобы связать изменение с током, сначала отмечают состояние раствора и электродов до включения установки, а затем сравнивают его с результатом опыта. Дополнительную проверку даёт контрольный сосуд: в нём оставляют такой же раствор, но ток не пропускают. Если заметное изменение возникает только в сосуде с работающей цепью, это говорит о роли тока. Такое сравнение помогает не принять за результат опыта случайное изменение или особенность самого раствора.

Наблюдения в опыте по изучению химического действия тока

Заполняйте таблицу по порядку: сначала опишите исходное состояние, затем наблюдения во время опыта и итоговый результат. Не записывайте признак, которого не было видно. В выводе укажите, какое изменение вы заметили и с чем оно связано.

Разбор задач

Задача 1. Рассмотрите изображение установки и назовите её части: источник тока, провода, электроды и сосуд с раствором. Нужно не только перечислить предметы, но и понять, как они соединены, чтобы объяснить путь тока через установку.

1. Найдите источник тока — прибор, который создаёт ток в цепи. Обычно к нему подходят провода.
2. Проследите провода от источника: они должны вести к проводникам, погружённым в раствор. Эти проводники и есть электроды.
3. Найдите сосуд с жидкостью и проверьте, что электроды находятся внутри неё, но не касаются друг друга. Значит, раствор расположен между электродами.

Ответ: установка состоит из источника тока, проводов, электродов и сосуда с раствором. Провода соединяют источник с электродами, а электроды погружены в раствор.

Задача 2. Во время опыта на одном электроде появился налёт. Укажите, какое явление наблюдали и с каким воздействием оно связано. Налёт — это заметный признак изменения вещества, поэтому важно связать его с условиями, при которых он возник.

1. Отметьте, что именно изменилось: на поверхности электрода появился налёт.
2. Установите, что происходило в установке: если раствор проводил ток и цепь была включена, ток проходил через электролит.
3. Свяжите наблюдение с прохождением тока: у электрода могло образоваться новое вещество. Такое химическое изменение относят к электролизу.

Ответ: наблюдали химическое действие электрического тока — появление налёта при прохождении тока через раствор. По одному признаку не следует делать вывод о составе налёта, если его не определяли отдельно.

Задача 3. В двух одинаковых сосудах находится раствор, но ток пропускают только через один. Сравните наблюдения и сформулируйте вывод. Второй сосуд нужен для проверки: он показывает, что происходит с таким же раствором без электрического тока.

1. До опыта сравните оба сосуда: раствор должен выглядеть одинаково, а электроды в установке — находиться в одинаковых условиях, кроме подключения тока.
2. Во время и после опыта запишите изменения в каждом сосуде: например, появление налёта, пузырьков или смену цвета.
3. Сопоставьте результаты. Если заметное изменение произошло только там, где пропускали ток, различие связано с прохождением тока, а не просто с тем, что раствор находился в сосуде.

Ответ: если изменения наблюдаются только в сосуде с током, опыт подтверждает химическое действие электрического тока. Если оба сосуда изменились одинаково, нужно проверить условия и поискать другую причину.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что любой раствор проводит ток. Растворы различаются по составу, и не каждый способен проводить ток. Так думают, потому что многие жидкости выглядят одинаково. Проверьте себя: уточните, подходит ли раствор для опыта, и не делайте вывод о прохождении тока только по его внешнему виду.

Ошибка: принимать пузырьки или смену цвета за доказательство без сравнения. Эти признаки заметны, но могли быть вызваны не только током. Чтобы проверить вывод, сравните состояние до включения и после опыта, а также результаты контрольного сосуда без тока. Записывайте наблюдения, а не догадки.

Ошибка: путать электроды с источником тока. Электроды погружены в раствор, а источник создаёт ток в цепи. Путаница возникает потому, что оба элемента участвуют в одном опыте. Проследите соединения: источник стоит вне раствора, а электроды соединяют его с раствором.

Ошибка: считать, что изменение вызвано раствором, не проверив прохождение тока. Раствор может менять вид и сам по себе, поэтому одного наблюдения недостаточно. Проверьте, была ли цепь включена, и сравните опыт с контрольным случаем. Если ток не проходил, нельзя приписывать ему результат.

Связь с другими темами

Для этой лабораторной работы полезно знать, как устроена простая электрическая цепь, зачем нужен источник тока и как проводники соединяют её части. Также пригодятся представления о безопасном обращении с электрическими приборами: установку включают по указанию учителя и не трогают без разрешения. Позже химическое действие тока поможет изучать электролиз — получение и очистку веществ с помощью электрического тока. Оно также связано с работой химических источников тока, в которых химические процессы участвуют в создании электрического тока.

Что запомнить

• Электрический ток может вызывать химические изменения.
• Для опыта используют раствор, проводящий электрический ток.
• Электроды соединяют с источником тока и погружают в раствор.
• Признаками химического действия могут быть налёт, пузырьки или изменение цвета.
• Вывод делают по наблюдениям и сравнению состояния до и после опыта.
• Во время лабораторной работы необходимо соблюдать указания учителя и правила безопасности.