Per scuola elementare ESEMPIO PER APPLICARE METODO SPERIMENTALE

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 corrente diluita batteria concentrata media batteria 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