【实验】灯泡里镀钠
全变2010/08/15化学 IP:四川
这是我07年和08年做的实验,很多人可能在百度化学吧和NEO化学吧看过了,但KC还没有,所以在KC发一下

实验名称:
灯泡里镀钠

实验日期:
第一次 2007.10.27
第二次 2008.2.7

实验目的:
1.做一个内壁镀钠的灯泡
2.看看这个荒唐的实验是不是真的
3.看看钠的本色,也就是未被氧化的颜色

这个实验来自高中图书馆一本古老又不起眼的书,《中学化学实验实用手册》。当时我看到这个奇妙的实验时有点惊讶,试着做了一次,真的做成了。

反应原理:
反应原理 亚硝酸钠是强电解质,在熔化状态下电离产生Na+和NO2-  
在灯泡头上同时通以直流电和交流电  

阳极:NO2- - e- = NO2  
NO2 + NO2- = NO + NO3-
阴极: Na+穿透灯泡玻璃,并从灯丝上获得电力,而变成金属钠,钠在灼热的灯丝上企划,遇灯泡内壁冷凝,镀在内壁上 Na++ e-= Na

书上的操作步骤:
1.取一支15W或25W的普通卡口灯泡,在灯头上接好三根导线,使整个装置中有直流和交流两条电路,如图  
2.取适量的干燥亚硝酸钠晶体放入大蒸发皿中,用电炉加热至溶化,无色的亚硝酸钠晶体溶化成黄色液体  
3.将灯泡浸入1/4体积,然后通两个电路,开始电解  
4.电解20-30分钟后即可切断电源,取出灯泡,待冷却后洗净试干灯泡表面。能看到灯泡内壁上已经镀上一层银白色光亮的钠。镀过钠的灯泡可以长期存放


先来个成品
钠层不厚,可以看到后面我的手指,如果后面有光源可以看出是半透明的
灯泡里没有空气,钠是银白色的,很好看,不像平时看到的黄色的钠
10.jpg

实验器材及试剂:
酒精灯、烧杯、石棉网、卡口灯泡、石墨电极(6B铅笔芯)、导线、石架台、充电器(直流电源,1点几伏)、插座(提供交流电)、AR亚硝酸钠
11.jpg

连接电路
灯泡接220V交流电,灯泡接直流电源的负极,亚硝酸钠接直流电源的正极,亚硝酸钠与灯泡壁接触。
书上并没有说直流电源的负极接到火线还是零线上,所以应该接哪都可以,我是乱接的,反正都是接到灯丝上
12.jpg

加热使亚硝酸钠融化,要加热挺久的
13.jpg

通电,开始电解,强光是灯泡发出的,与反应无关
   14.jpg

电解三个小时后断电,第一张亮光来自闪光灯
15.jpg
16.jpg   

成品图
由于灯泡底部接触的是熔融的亚硝酸钠,钠单质都冷凝在灯泡上部,隐约可以看到我拿着摄像机
灯泡底部有点黑,是铅笔芯和亚硝酸钠反应生成了黑色物质进入灯泡,在里面了,洗不掉
18.jpg

从内部看有点发白,不太光泽,可以看到颗粒,内面是不均匀的
17.jpg

接下来是第二次的

实验器材及试剂:
酒精灯、烧杯、石棉网、5w卡口灯泡、石墨电极(6B铅笔芯)、导线、三角架、适配器(直流电源,6V)、插座、AR亚硝酸钠
这次终于有我的三角架了,花岗石架子不稳,空气也不流通。铁架台有点贵没买
21.jpg

连接电路
还是老样子,灯泡接220V交流电,灯泡接直流电源的负极,亚硝酸钠接直流电源的正极,亚硝酸钠与灯泡壁接触。
22.jpg

开始电解
这次电解了比较久,6个小时以上
23.jpg

成品
虽然直流电源电压高了, 时间长了,但钠的面积还是不大,只是颗粒变大了,厚度变大了,可以看到我拿着相机
24.jpg

问题:

1.亚硝酸钠不会分解吗?
答:亚硝酸钠加热确实会分解,分解温度约320度,我想那杯亚硝酸钠已经有少量分解了,但速率应该不快,可以忽略了。就像苯的标准生成吉布斯自由能>0,苯却是稳定的。

2.这种方法可以制钠吗?
答:这种方法不适合制钠,速率很慢,会浪费很多酒精的,需要钠还是去买比较安逸,我买的28元/500g

3.为什么钠离子能穿透玻璃?
我也不是很清楚,我也是第一次见。可能是加热的玻璃可以导电(导钠离子),玻璃本身就含不少钠离子。也可能是灼热的灯丝发射电子,打到玻璃上的钠离子上。

4.是否可电解氯化钠、氢氧化钠、亚硝酸钙、亚硝酸钾?
氯化钠熔点太高了,估计玻璃受不了;熔融的氢氧化钠会腐蚀玻璃;亚硝酸钙和亚硝酸钾都不如亚硝酸钠稳定,没试过,谁有兴趣的话可以试试。

5.灯泡可以长期存放吗?可以照明吗?
可以长期存放,也可以照明,对照明几乎没有影响

总结:

1.该实验证明了这个实验是真的,钠离子真的可以穿透玻璃
2.该方法有一定的潜力,可能可以改进后用于工业生产
3.做实验时触电了一次,当时没有记下电路图,不知道是怎么触的。感觉一只手臂麻了,而且不自主抖动。当时被吓到了,但事后一点事都没有。提醒大家做电压稍微高的实验要注意。
-500  科创币    科创网    2010/08/15 请斑竹注意累计量。
+1000  科创币    thallium2012    2010/08/15 verywell
+1000  科创币    焓熵`    2010/08/15 很好很强大!!
来自:数理化 / 化学
17
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~~空空如也
orichalcum
14年5个月前 IP:未同步
248747
当年模仿这个实验,然后电线碰到了金属杯壁(我用的不是蒸发皿),打火,在氧化性的气氛“保护”下引发旺盛的火焰以及浓烟……至今实验仪器痕迹留存。当时立刻断掉电源,但是差点忘了熄灭酒精灯……于是开窗一小时。
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拔刀斋
14年5个月前 IP:未同步
248787
用高压直流电源怎么样
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.........
14年5个月前 IP:未同步
248827
引用第3楼拔刀斋于2010-08-15 20:24发表的  :
用高压直流电源怎么样

高压直流的成本比交流高
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acmilan
14年5个月前 IP:未同步
248838
[s:251] CRT(阴极射线管)和高温玻璃导Na+的原理。。。
下边难道是是金属钙???

220V交流电不敢弄~~~~~~ [s:247]
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warmonkey
14年5个月前 IP:未同步
248858
用高压直流没意义
另外玻璃在高温下确实能导电
XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX/t/28183
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baozuyi
14年4个月前 IP:未同步
250532
我晕掉了= =
谁解释下线路接法。。 [s:94]
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love玩
14年4个月前 IP:未同步
250554
ls
交流电和平时使用灯泡是接法一样
直流电一段接灯 另一端放在溶液中
你的明白
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全变作者
14年4个月前 IP:未同步
251433
未命名.jpg
电路是这样的,这个实验很多原理我还不懂,直流电可能也可以,亚硝酸钾不知道可不可以,毕竟灯泡玻璃含钠,可能用亚硝酸钾电解出来的是钠,也可能电解出来的是钾。大家可以自己试一试。
无影灯泡里面也镀了一层金属,挺漂亮的。
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戈登·弗里曼
14年4个月前 IP:未同步
254930
接交流电可能是让灯丝发热 能够发射电子吧
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全变作者
14年3个月前 IP:未同步
260648
15楼:
可能是,也可能不是

16楼:
我觉得其他亚硝酸盐也有这个反应,还不确定,有兴趣可以试试;但我又有点觉得其他亚硝酸盐没有这个反应,因为玻璃中有钠离子。期待有人拿亚硝酸钾或亚硝酸钙做一做,看得到的产物是钠还是钾或钙
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奇侠
14年2个月前 IP:未同步
263910
话说如果在里面镀上了钠,如果点亮灯泡,那么钠很有可能会气化,这样的话。。。。不知道是否可以像高压钠灯一样了。。。要是镀上钾的话,会不会发出紫色光线呢?
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ms1175555
14年2个月前 IP:未同步
264946
你是不应该再证明一下那就是钠~
还不是别的其它金属
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okingkoom
14年1个月前 IP:未同步
266645
神奇...超级神奇。后面的接法看懂了。只能说,可能是玻璃在高温下也导电。估计外面用钾盐,里面还是钠、钙盐罢
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宇宙无限cat
13年3个月前 IP:未同步
321986
和阴极射线管差不多,高温灯丝发射电子。不知道大家听说过康宁玻璃没有?就是把玻璃里的钠原子用钾原子取代,从而产生高硬度玻璃…
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孤独的酒精灯
13年3个月前 IP:未同步
322019
可能玻璃能成为钠离子导体,类似金属导电的原理……所以镀钾、钙有可能仍然出现钠层,或是无明显现象。
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专打贾君鹏
13年3个月前 IP:未同步
322021
那电池的负极应该接到220V的零线吧?还是无所谓?
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秀逗的乌鸦
12年11个月前 IP:未同步
355666
虽然高温下的玻璃能导电,那里面的气体呢?以前的是真空灯泡倒是可以用稀薄的空气导电,现在的都是氮气灯泡了。
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