Per scuola elementare
ESEMPIO PER APPLICARE METODO SPERIMENTALE
OSSERVAZIONE-REGISTRAZIONE DATI-INTERPRETAZIONE
Isolanti e conduttori
elettroliti e non elettroliti
Conducibilità elettrica di una
soluzione elettrolitica
Opportuno schermo completo
cliccare quando serve…
batteria
Lampada-amperometro
interruttore
acqua
Non conduce
metallo
conduce
aria
non conduce
vetro
Non conduce
legno
Non conduce
sale
Non conduce
Osservazioni e definizioni relative all’esperimento
Alcune sostanze inserite nel circuito elettrico
non permettono il passaggio della corrente elettrica :
esempio aria,acqua, legno, vetro, alcool, soda, zucchero…..
Mentre altre lo permettono:
metalli in genere
Si denisce isolante
la sostanza che non consente passaggio della corrente
Si definisce conduttore
la sostanza che permette passaggio della corrrente
Altro esperimento usando soluzioni
batteria
Lampada-amperometro
interruttore
Alcool+acqua:non conduce
Acqua+sale:conduce
Acqua+zucchero:non conduce
Osservazioni su risultato esperimento:
mentre era attendibile che mescolando tra loro sostanze tutte isolanti come
acqua+ alcool
acqua+ zucchero
acqua+ sale
Non dovesse formarsi una soluzione conduttrice si trova invece che
soluzione tra acqua (isolante) e sale(isolante)
produce una soluzione conduttrice
Si definisce non elettrolita la sostanza che in soluzione non rende
conduttrice la soluzione stessa(es.zucchero, alcool..)
Si definisce elettrolita la sostanza che rende conduttrice la soluzione
(esempio:Sali, acidi, idrossidi o basi)
Come spiegare tale diverso comportamento?
Vedi esperimento con soluzioni elettrolitiche
Cella elettrolitica:contiene una soluzione
formata da acqua e una sostanza
che sciolta in acqua permette il passaggio della corrente elettrica che
percorre il circuito tra catodo e anodo con interposta la soluzione come
parte integrante del circuito stesso
Catodo polo negativo
batteria
Anodo polo positivo
Lampada o amperometro
Cationi + Anioni Soluzione acqua+elettrolita(sale,acido,base)
Osservazioni:acqua distillata non permette passaggio della corrente
acqua + elettrolita permette passaggio della corrente
Catodo polo negativo
batteria
Anodo polo positivo
Lampada o amperometro
Cationi
+ Anioniin- parte
Elettrodi
e soluzione
nascosti:cosa avviene in
soluzione?
Apparentemente gli elettroni escono dal catodo, giungono a un
elettrodo,passano in soluzione,risalgono sull’elettrodo e tornano
all’anodo e così si chiude il circuito della corrente…
ma come sono trasferiti mentre sono nella soluzione?
Catodo polo negativo
batteria
Anodo polo positivo
Lampada o amperometro
Cationi + Anioni -
Mentre nel circuito metallico gli elettroni si spostano dal catodo all’elettrodo
e dall’altro elettrodo all’anodo e quindi alla batteria,nella soluzione avviene
uno scambio di elettroni con gli ioni presenti:
dal catodo gli elettroni passano sui cationi che sono stati attirati dalla carica
negativa dell’elettrodo collegato al catodo,mentre gli anioni migrano verso
l’elettrodo collegato al polo positivo o anodo cedendovi gli elettroni:quindi
si manifesta una corrente elettronica nel circuito esterno alla soluzione e
una doppia corrente ionica all’interrno della soluzione
Catodo polo negativo
batteria
Anodo polo positivo
Lampada o amperometro
Cationi + Anioni -
Cambiando un fattore per volta e lasciando gli altri invariati si osserva che la
corrente aumenta se aumenta la concentrazione,se aumenta la parte immersa
degli elettrodi: se diminuisce la distanza degli elettrodi
batteria
batteria
batteria
corrente
diluita
batteria
concentrata
media
media
batteria
batteria
media
media
C,S,1/D
Se aumenta la concentrazione
aumenta la corrente
Se aumenta superficie immersa
aumenta la corrente
Come mai ?
Se diminuisce la distanza
aumenta la corrente
Se cambia natura elettrolita
cambia valore corrente
Intensità corrente elettrica
A
B
B
Aumento concentrazione
aumento superficie immersa
diminuzione distanza
variazione natura elettrolita A..B
A parità di altre condizioni la corrente elettrica varia con il variare della
concentrazione, della distanza, della superficie immersa,della natura degli
elettroliti
Ipotesi: se il meccanismo che permette il passaggio della corrente
elettrica in tutto il circuito è quello prima descritto, è chiaro che
maggiore è il numero degli ioni che interagiscono,maggiore sarà il
valore della corrente effetto dello scambio di elettroni tra elettrodi
e soluzione; più vicini sono gli elettrodi più frequentemente possono
interagire ioni ed elettrodi;
più ampia è la parte immersa degli elettrodi
maggiore è la possibilità che contemporaneamente possano
interagire più ioni; se cambia la natura degli elettroliti può cambiare
il valore della corrente per vari motivi:
perché da ogni particella
derivano 2 o più ioni;
perché ogni particella
porta una carica semplice o multipla;
perché tutte o in parte le particelle si suddividono in ioni.
Aumentando la temperatura aumenta anche la corrente elettrica
perché aumenta la velocità di spostamento degli ioni in soluzione.
100 CA
100 AC
100 C + 100 A
30 C + 30 A + 70 CA