استخدام التوصيل الكهربائي في تصنيف المواد إلى أيونية وجزيئية
الهدف من التجربة
أن تصنف بعض المواد إلى أيونية وجزيئية، بملاحظة توصيلها الكهربائي.
الأســـاس النظـــري
.
تعرفت عند دراستك لوحدة الروابط الكيميائية، أن محاليل المركبات الأيونية ومصاهيرها تحتوي على أيونات موجبة وأيونات سالبة حرة الحركة في المحلول أو المصهور، فتكتسب بذلك صفة التوصيل الكهربائي.
أما المركبات الجزيئية التي لا توصل محاليلها أو مصاهيرها التيار الكهربائي، فإنها تبقى في المحلول أو المصهور على شكل جزيئات، ولذا، لا يوصل المحلول أو المصهور التيار الكهربائي.
وهناك مركبات جزيئية تتأين عند ذوبانها في الماء (إما جزئياً أو كلياً) معطية أيونات موجبة وأخرى سالبة حرة الحركة في المحلول، ولذا، يكتسب محلولها صفة التوصيل الكهربائي.
أما التوصيل الكهربائي في الفلزات، فيعزى لوجود إلكترونات حرة في البلورة الفلزية، أما اللافلزات فهي بشكل عام، غير موصلة للتيار الكهربائي، لعدم احتوائها على إلكترونات حرة الحركة في بلوراتها.
المـواد والأدوات اللازمــة
.
– صفيحة (4×8) سم تقريباً أو سلك (20) سم من النحاس (Cu).
– بلورة من الكبريت (S 8).
– بلورة من كبريتات النحاس (II) المائية (CuSO 4.5H 20).
– بلورة من السكر (سكر المائدة).
– بلورة من الشبة (الألوم البوتاسي KAl(SO 4) 2.12H 2O).
– ماء مقطر (H 2O).
– هكسان (C 6H 14).
– محلول كبريتات النحاس (II) ا(5%).
– محلول سكر المائدة ا(5%).
– أقطاب كربون عدد (2).
– بطارية (4) فولت.
– مصباح كهربائي (1.5) فولت مع قاعدة.
– أسلاك توصيل نحاسية.
خطـوات التجربة
.
الخواص الفيزيائية
الشكل (8): اختبار توصيل المواد الصلبة للتيار الكهربائي
1- ركب الجهاز المبين في الشكل (8).
2- صل طرفي أسلاك التوصيل (أ،ب) بطرفي سلك النحاس (أو الصفيحة). هل يضيء المصابح؟ لماذا؟ سجل ملحوظاتك.
3- كرر الخطوة (2)، باستخدام إحدى البلورات الصلبة في كل مرة. وسجل ملحوظاتك عن إضاءة المصباح أو عدم إضاءته في كل مرة. ماذا تستنتج من ذلك؟
المشــاهدات والنتائج
.
1- سجل نتائج مشاهداتك في الجدول الآتي:
يضيء المصباح أو لا يضيء
توصل التيار أو لا توصل
عنصر
مركب
فلز
لا فلز
جزيئي
أيوني
سلك (Cu)
بلورة (S 8)
بلورة (CuSO 4.5H 2O)
بلورة (KAl(SO 4) 2.12H 2O)
2- فسر سبب توصيل سلك النحاس (أو الصفيحة) للتيار الكهربائي، وسبب عدم توصيل بلورة كبريتات النحاس (II) المائية للتيار الكهربائي.
توصيل المحاليل والسوائل للتيار الكهربائي
1- ركب الجهاز المبين في الشكل (9).
2- املأ الكأس الذي سعته (150) مل إلى ثلثيه بالماء المقطر. هل يضيء المصباح؟ لماذا؟ سجل ملحوظاتك.
3- مستخدماً كأساً سعة (150) مل نظيفاً وجافاً، اختبر توصيل كل المحاليل والسوائل الآتية: هكسان، محلول (CuSO 4)، محلول السكر، كما في الخطوة (2)، على أن تغسل أقطاب الكربون جيداً بالماء المقطر بعد كل استعمال. لماذا؟ سجل ملحوظاتك عن إضاءة المصباح أو عدمه، ثم فسر ذلك.
الشكل (9): اختبار توصيل المحاليل والسوائل للتيار الكهربائي
المشـاهدات والنتائج
.
1- سجل نتائج مشاهداتك في الجدول الآتي:
إضاءة المصباح
يوصل التيار الكهربائي أم لا يوصل
يحتوي على أيونات أو جزيئات
ماء مقطر (H 2O)
هكسان (C 6H 14)
محلول(CuSO 4.5H 2O)
محلول سكر المائدة
ملحوظة: يقصد في العمود الرابع احتواء المحلول على أيونات المادة المذابة أو جزيئاتها فقط.
2- فسر سبب توصيل محلول (CuSO 4) للتيار الكهربائي وسبب عدم توصيل محلول سكر المائدة له.
