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:NO
2- - e
- = NO
2 NO
2 + NO
2- = NO + NO
3-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
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
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
加热使亚硝酸钠融化,要加热挺久的
通电,开始电解,强光是灯泡发出的,与反应无关
电解三个小时后断电,第一张亮光来自闪光灯
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
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
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
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。
开始电解
这次电解了比较久,6个小时以上
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
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。
200字以内,仅用于支线交流,主线讨论请采用回复功能。